3月21日是聯(lián)合國(guó)大會(huì)在2011年12月宣布的世界唐氏綜合征日（WDSD）。世界唐氏綜合征日的日期是三月的第21天，這是為了表示導(dǎo)致唐氏綜合征（簡(jiǎn)稱DS，也稱為21三體綜合征或T21）的第21條染色體的三倍體（三體）的獨(dú)特性而選擇。患有DS的人比一般人更容易受到感染。他們對(duì)疫苗反應(yīng)的滴度也減弱，并有幾種自身免疫性疾病的傾向，特別是甲狀腺功能減退癥、乳糜瀉、1型糖尿病和斑禿癥。
在這重要的日子的來(lái)臨之際，來(lái)自美國(guó)紐約西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的Louise Malle和他的團(tuán)隊(duì)于2月22日在全世界最權(quán)威及最有名望的學(xué)術(shù)期刊之一《Nature》上發(fā)表了他們的重大發(fā)現(xiàn)--多達(dá)22種細(xì)胞因子的升高以及T細(xì)胞過(guò)度活化可能是唐氏綜合癥臨床表型的基礎(chǔ)1。作者對(duì)沒(méi)有任何感染跡象的21位DS患者的血漿進(jìn)行了細(xì)胞因子陣列檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)三分之一的人有廣泛的可溶性免疫功能失調(diào)（圖1）。在測(cè)定的29種標(biāo)記物中，有22種細(xì)胞因子上升了2,000倍。21人中有9人的細(xì)胞因子（包括IL-13、IL-4、TNFβ、IL-6和IL-1α）與健康對(duì)照組相比明顯升高。除此之外，作者也發(fā)現(xiàn)DS患者的T細(xì)胞，尤其是CD4+T細(xì)胞同時(shí)偏向于活化記憶表型（圖2）。作者從而得出結(jié)論，高細(xì)胞因子濃度以及活化的CD4+T細(xì)胞導(dǎo)致濾泡外B細(xì)胞分化，因而破壞DS患者的免疫耐受性（圖3）。
圖1
圖2
圖3
從多功能單細(xì)胞了解DS發(fā)病機(jī)制
這篇文獻(xiàn)的結(jié)論讓我們開(kāi)始思考研究人員是否也應(yīng)該從單細(xì)胞層面了解多重功能（分泌兩種或以上的細(xì)胞因子）的T細(xì)胞在破壞DS免疫受耐性的發(fā)病機(jī)制呢？
其實(shí)早在2019年，來(lái)自科羅拉多大學(xué)安舒茨醫(yī)學(xué)分校的Paula Araya和他的團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)DS可導(dǎo)致T細(xì)胞，尤其是CD8+T細(xì)胞向高激活狀態(tài)分化2。他們分析了利用PMA/Iono刺激的CD8+T細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)DS患者（圖4標(biāo)為T21）的細(xì)胞中的顆粒酶B（GZMB）、IFN-γ和TNF-α這3種效應(yīng)因子與健康對(duì)照組（D21）相比，明顯升高了。作者還發(fā)現(xiàn)同時(shí)產(chǎn)生上述兩種效應(yīng)物，即GZMB/IFN-γ或IFN-γ/TNF-α的CD8+T細(xì)胞的頻率增加。這說(shuō)明了DS患者的T細(xì)胞多功能性。
圖4
由此可見(jiàn)，深入了解DS的多功能T細(xì)胞能幫助了解病發(fā)機(jī)制，進(jìn)而揭示治療機(jī)會(huì)，以調(diào)節(jié)T細(xì)胞功能和改善DS患者的健康結(jié)果。
IsoPlexis的功能蛋白質(zhì)組分析技術(shù)，能在單細(xì)胞層面分析30+種細(xì)胞因子
新的分析方法推動(dòng)了科學(xué)研究的進(jìn)步，提供了新的見(jiàn)解，同時(shí)擴(kuò)大了包括有關(guān)自體免疫、神經(jīng)炎癥等的未來(lái)研究問(wèn)題和范圍。在過(guò)去的十年里，單細(xì)胞分析技術(shù)多次被《Nature Methods》評(píng)為年度最佳方法。單細(xì)胞功能分析已經(jīng)成為一種重要的工具，用于幫助更好地了解療法的發(fā)展和復(fù)雜疾病的機(jī)制，而IsoPlexis一直處于這些發(fā)展的前沿，使研究人員能夠發(fā)現(xiàn)新的單細(xì)胞數(shù)據(jù)層，并將其轉(zhuǎn)化為可操作的見(jiàn)解。
流式細(xì)胞儀單細(xì)胞技術(shù)告訴我們各種免疫細(xì)胞亞群以及限制在3-4種的胞內(nèi)細(xì)胞因子，而RNA-Seq告訴我們各個(gè)單細(xì)胞可能做什么。可是這并不足夠讓我們了解涉及多達(dá)22種細(xì)胞因子的唐氏綜合癥。慶幸的是IsoPlexis的技術(shù)可以對(duì)大量單細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行超過(guò)30種細(xì)胞因子的多重檢測(cè)，告訴我們各個(gè)單細(xì)胞在功能上做什么，哪些是最活躍的。這就是IsoPlexis如何了解各種發(fā)病機(jī)制與預(yù)測(cè)對(duì)療法的一些免疫反應(yīng)。
利用IsoCode單細(xì)胞芯片做功能性表型分析
IsoPlexis獨(dú)特的蛋白質(zhì)組學(xué)條形碼增加了其他技術(shù)無(wú)法提供的功能數(shù)據(jù)層，從活躍的或初始的細(xì)胞，對(duì)大量單細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行超過(guò)30種細(xì)胞因子的多重檢測(cè)。這使研究人員能夠加快發(fā)現(xiàn)真正的功能相關(guān)的蛋白，并與體內(nèi)生物學(xué)有意義的關(guān)聯(lián)。
IsoPlexis分析平臺(tái)——全自動(dòng)單細(xì)胞功能生物標(biāo)志物分析
IsoPlexis全自動(dòng)單細(xì)胞功能蛋白質(zhì)組學(xué)分析系統(tǒng)，其自動(dòng)化的端到端工作流易于合并到現(xiàn)有工作流中。
截至目前，IsoPlexis的用戶已發(fā)表了超過(guò)100份文獻(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)在各種疾病中都證實(shí)了，IsoPlexis技術(shù)有助于了解疾病病因和進(jìn)展及改善目前的治療方法。
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參考文獻(xiàn)
1. Malle, L., Patel, R.S., Martin-Fernandez, M. et al. Autoimmunity in Down’s syndrome via cytokines, CD4 T cells and CD11c+ B cells. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05736-y
2. Araya, Paula et al. “Trisomy 21 dysregulates T cell lineages toward an autoimmunity-prone state associated with interferon hyperactivity.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 116,48(2019):24231-24241. doi:10.1073/pnas.1908129116