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Cell:利用CRISPR-Cas9鉴定出新的辅助性T细胞调节基因
发表时间:2019-01-17 11:34

T细胞是免疫系统中的关键细胞。在一项新的研究中,来自英国威康基金会桑格研究所和芬兰图尔库大学的研究人员构建出首个逆转录病毒CRISPR-Cas9基因编辑文库来探究对小鼠T细胞的调节。他们绘制出控制辅助性T细胞(T helper cell, Th)的最为重要的基因的图谱,并鉴定出几个新的调节基因。基于此,他们揭示了很多不同的基因参与Th细胞激活和发育的复杂控制机制。理解是什么调节T细胞发育可能有助于发现新的药物来抵抗免疫系统过度活跃导致的过敏和类风湿性关节炎自身免疫疾病。此外,这些发现也可能有助于科学家们开发新的疗法来激活免疫系统,从而抵抗感染或攻击肿瘤细胞。相关研究结果于2019年1月10日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Genome-wide CRISPR Screens in T Helper Cells Reveal Pervasive Crosstalk between Activation and Differentiation”。

图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2018.11.044。


免疫系统保护身体免受感染和肿瘤的侵害。2型辅助性T细胞(T helper type 2, Th2)是免疫系统中的关键组成部分,它们释放特定的化学物质来告诉身体杀死入侵者。当检测到入侵者时,Th2细胞被激活。它们随后需要沿着正确的途径进行发育以便最好地协助清除特定的感染,这一过程称为分化。然而,仍然不清楚的是究竟是什么信号激活这些细胞或告诉它们如何发育以及释放哪些化学信号。

为了研究这一点,这些研究人员构建出一个新的由8.8万个向导RNA(gRNA)组成的全基因组CRISPR文库。这些gRNA让他们能够关闭来自小鼠Th2细胞的2万个基因中的每一个。在模拟体外培养的Th2细胞受到感染后,他们研究了关闭基因组中的每个基因如何影响它们的激活或分化。他们发现了许多参与调节Th2细胞发育的不同基因,并确定了一个基因调控网络。

论文共同第一作者、威康基金会桑格研究所的Johan Henriksson博士说,“这是迄今为止首次对Th2细胞的激活和分化进行无偏差的全基因组分析,这有助于我们理解哪些信号参与免疫系统调节。我们的研究表明许多不同类型的基因都会影响这些免疫细胞的激活和分化,这就表明这两个过程存在着紧密的关联性。”

至关重要的是,Th2细胞的激活和分化得到很好的控制。不起作用的Th2细胞不能控制感染,然而如果它们过于活跃,那么身体能够在自身免疫中攻击自我。这项新的研究鉴定出几个新的调节基因,并发现转录因子PPARG对调节Th2细胞特别重要。

论文共同第一作者、威康基金会桑格研究所的Xi Chen博士说,“在过去,免疫学家们一直在研究Th2细胞,而且在大多数情形下是每次研究它的一个基因。在这项新的研究中,我们开发了一种新的逆转录病毒CRISPR文库,这让我们首次能够高效地敲除小鼠Th细胞中的每个基因。我们将CRISPR筛选与其他的基因组技术相结合,对这些免疫细胞进行了系统性的概述。这不仅让我们能够鉴定出参与调节Th2细胞的基因,而且也可用于研究其他的小鼠免疫细胞及其对它们的调节。”

论文通讯作者、威康基金会桑格研究所的Sarah Teichmann博士说,“这项新的研究将有助于推动我们对免疫系统的理解。我们构建出参与调节Th细胞免疫反应的最为重要的基因的图谱,并强调了需要进一步开展研究的特定基因。这种公开可用的资源将对研究免疫系统的科学家们是非常有用的,并可能导致人们发现新的抵抗肿瘤和感染的免疫激活疗法,或者在未来开发出抑制免疫反应的疗法以便减轻过敏。”


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