利用新一代CRISPR工具,科學家創造了前所未有的人類免疫反應分子圖譜

科學家創造了前所未有的人類免疫反應分子圖譜

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發表時間:2023-12-14 16:20

研究結果發表在《Nature》雜志上,揭示了詳細的信息,可以幫助克服當今免疫療法的局限性,并為包括自身免疫性疾病和癌癥在內的多種疾病確定新的藥物靶點。

在格拉德斯通高級研究員Alex Marson博士的帶領下,研究小組深入研究了T細胞的DNA,確定了影響免疫細胞對刺激反應的特定核苷酸——DNA中遺傳信息的基本單位。總的來說,他們仔細檢查了在功能性人類T細胞中發現的近400個基因中的10萬個位點。

核苷酸是在細胞中構建蛋白質的基本代碼,因此通過識別這些特定的DNA單元,科學家們現在可以清楚地了解蛋白質中調節對健康至關重要的免疫反應的確切位置。這些結果可以作為靶心,標記出未來免疫調節藥物可以靶向的位點。

我們已經創建了令人震驚的精確和信息豐富的DNA序列和蛋白質位點地圖,這些地圖可以調節實際的人體免疫反應,”Marson說,他也是格萊斯頓研究所基因組免疫學研究所和格萊斯頓研究所帕克癌癥免疫治療研究所的主任。我們繪制的位點為免疫疾病患者發現的突變提供了見解。龐大的基因數據集也可以作為一種小抄,解釋生化密碼,幫助我們規劃未來針對癌癥、自身免疫、感染等疾病的免疫療法。

T細胞在免疫反應和調節中發揮著核心作用,這使得希望解決癌癥或免疫紊亂等復雜疾病的科學家對它們產生了濃厚的興趣。在過去的十年里,Marson實驗室和其他實驗室已經建立了基因編輯技術CRISPR來研究初級免疫細胞是如何工作的。在這項研究中,研究小組更進一步,利用一種新的基于CRISPR的技術,即堿基編輯,對單個基因中的數百到數千個DNA位點進行更有針對性的改變,以高分辨率繪制出更細致入微的畫面。

該論文的**作者之一、醫學博士Ralf Schmidt指出,由于這項研究是使用來自人類獻血者的原代T細胞進行的,因此結果具有很大的臨床相關性。施密特是維也納醫科大學的醫學研究員,曾在格萊斯頓研究所擔任博士后研究員。

Schmidt:“這項研究正在深入研究免疫細胞功能的遺傳基礎。我們現在可以在核苷酸分辨率上詢問T細胞,為藥物開發、診斷和進一步的科學努力繪制藍圖。

有了從T細胞上超過10萬個位點產生的大量數據,計算基因組學成為這項研究的關鍵部分。Carl Ward博士是格萊斯頓大學的博士后研究員,也是該研究的**作者之一,他領導了該研究小組在這一領域的工作,重點研究了細胞功能的重要指標,他希望這些指標能夠成為免疫學家和藥物開發人員不可或缺的資源。

Ward:“我們現在可以將功能分配給特定的突變,這一直是一個謎。我們詳細的功能地圖也可以與現有的數據集和人工智能工具相結合,以擴大我們的發現,并預測新的調查途徑。我們用于解決疾病的工具將變得越來越好,我們正在接近一個點,我們可以使用這些地圖來設計治療方法,可以調整T細胞功能用于癌癥治療或降低其治療自身免疫性疾病。

《Nature》雜志的這項新研究只是免疫細胞發現新篇章的開始。

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