单细胞测序为研究免疫反应提供新方法

　　

生物通报道 欧洲分子生物学实验室等机构的研究人员近日开发出一种计算方法，能够从单个T细胞的RNA测序数据中重建配对的T细胞受体（TCR）序列，将T细胞特异性与功能反应相关联。这项成果于本周发表在《Nature Methods》期刊上。

T细胞受体是T细胞表面的特异性受体，负责识别MHC所呈递的抗原。它是异源二聚体，由T细胞发育过程中的V(D)J重组而产生。小鼠TCR的DNA序列多样性已达到5 x 1021个不同组合，使得人们推测相同的TCR基因来自相同的T细胞克隆。

这款工具名为TraCeR。它能将测序读取组装成连续序列，以寻找全长的TCR重组序列。重要的是，重建的重组序列包含几乎全长的V(D)J区域，让研究人员能够自信区分相近的基因片段。

在研究过程中，他们使用了Fluidigm C1单细胞制备系统，并利用TraCeR对SMART-seq数据进行了分析。SMART-seq测序方法来自Clontech，它将聚腺苷酸化RNA转化成cDNA，然后将其扩增并制备成测序文库。

作为原理证明，研究小组从小鼠脾脏中分离出272个FACS分选的CD4+ T细胞，并将其重建的TCR序列与另一种斯坦福大学开发的多重PCR方法进行比较，发现一致性良好。研究人员还发现，各种测序深度和读取类型都能用于重建TCR序列。

他们之后发现，鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）导致小鼠中CD4+ 细胞扩增，在感染后的不同时间点，不同细胞类型的细胞数量和克隆型发生改变。研究人员总结道，这种方法可能检测到细胞内TCR重组的正确组合。

研究人员认为，这种方法灵敏、准确，容易适应，下一步将应用于B细胞。不过，目前研究整个免疫组库的成本太高，随着单细胞RNA测序的通量增高，成本降低，这可能会发生改变。

随着测序技术的进步，我们对免疫系统的认识也在不断加深。不久前，通过对单个扁桃体细胞的基因表达进行分析，瑞典卡罗林斯卡学院的科学家们发现了三个以前未知的ILC子群，并揭示了关于“这些细胞在人体中如何发挥功能”的更多信息。（延伸阅读：单细胞RNA测序发现新的免疫细胞）

（生物通 薄荷）

原文检索

T cell fate and clonality inference from single-cell transcriptomes

Nature Methods (2016) doi:10.1038/nmeth.3800