深圳科学家牵头构建最全人类免疫细胞系统发育图谱
中科院深圳先进院联合国内多家医院、高校,首次成功构建出组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的高分辨率人类免疫系统发育图谱。
相关研究成果已登上最新一期国际学术期刊《细胞》(Cell),将有力推动免疫学和发育生物学领域的发展。
免疫细胞是免疫系统中不可或缺的组成部分,会快速地增殖、分化和迁移,防止病毒细菌等病原体入侵人体。在研究中,团队通过自主搭建的单细胞转录组测序平台,对发育中的30万个免疫细胞进行“解码”,成功构建研究领域内组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的高分辨率人类免疫系统发育图谱。
同时,研究人员鉴定出一群广泛存在于多个组织脏器的促血管生成巨噬细胞,以及一群在中枢神经系统外的类小胶质细胞。
论文通讯作者、中科院深圳先进院合成生物学研究所研究员李汉杰介绍,团队从成百上千亿的细胞中检测近30万个高质量的免疫细胞,鉴定了11种主要的免疫细胞类型,对每一种主要的免疫细胞类型进行更细致的分类,最终注释得到包括15种巨噬细胞在内的56种免疫细胞亚型。
据了解,科研人员还针对该图谱开发可视化共享平台,以便更多研究人员探索该数据集,推动免疫学研究发展。
李汉杰表示,该研究也将成为新技术、新方法的科学成果颠覆旧知识、旧成果的典型案例。该发现有望为相关区域的疾病发生发展、免疫疗法的发展以及发育生物学的深入研究提供有益的指导。
巨噬细胞通过吞噬细胞残骸和废物来清除病原体和有害物质,也能通过释放细胞因子等信号来告知其他免疫细胞有外来入侵物质。此外,巨噬细胞还可以感知周围环境的变化,根据器官的需求来维持身体的稳态。
小胶质细胞作为中枢神经系统中最主要的巨噬细胞,在传统认知中只存在于脑和脊髓,不会在其他器官或组织中出现。
惟研究团队观察发现,在发育时期,有一类细胞形态、特征蛋白表达、转录组表达谱都与小胶质细胞非常相似的特殊细胞亚群,广泛分布在中枢神经系统之外的多个组织中(包括表皮、心脏和睾丸),科研团队将其命名为“类小胶质细胞”。
研究团队还发现巨噬细胞的“技能点”,它们不仅仅在体内有吞噬异物、维持稳态等作用,在胚胎发育过程中还能影响人体神经嵴细胞分化,助力诱导血管生成等“推陈出新”的功能。