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單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)攻克神經(jīng)免疫研究中的挑戰(zhàn)

瀏覽次數(shù):1608 發(fā)布日期:2022-4-24  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

神經(jīng)炎癥是對神經(jīng)組織損傷的一種復(fù)雜生物反應(yīng),它在神經(jīng)退行性疾病中起著關(guān)鍵作用。然而,由于細(xì)胞因子產(chǎn)生的異質(zhì)性和異常的細(xì)胞因子特征,可能很難對其評估。
 

 

為此,IsoPlexis開發(fā)了創(chuàng)新性的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)平臺(tái),可以對每個(gè)細(xì)胞的功能進(jìn)行定義,從而深入探討神經(jīng)免疫作用機(jī)制,以加速開發(fā)更有效的治療。

 

如果僅僅是對細(xì)胞表面表型或RNA轉(zhuǎn)錄水平分析,可能會(huì)錯(cuò)過發(fā)現(xiàn)胞外和胞內(nèi)的功能表型差異,從而無法揭示患者反應(yīng)的生物學(xué)驅(qū)動(dòng)因素。

 

傳統(tǒng)蛋白檢測技術(shù)往往只能分析樣本中所有細(xì)胞分泌的蛋白平均水平,而IsoPlexis技術(shù)通過定義每個(gè)細(xì)胞的功能表型,可發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法無法發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞個(gè)體差異,從而揭示神經(jīng)炎癥和神經(jīng)毒性的細(xì)胞功能機(jī)制。已有研究表明,每個(gè)異質(zhì)性免疫細(xì)胞產(chǎn)生的某些特定細(xì)胞因子對于疾病發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。IsoPlexis單細(xì)胞功能蛋白組學(xué)技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平上的神經(jīng)炎癥特征分析。

 

下面我們將重點(diǎn)介紹利用我們的技術(shù)解決的三個(gè)挑戰(zhàn)/應(yīng)用:

 

應(yīng)用1 - 了解神經(jīng)炎癥的疾病進(jìn)展機(jī)制

功能表型揭示了額顳葉變性(FTLD)患者的外周血單核細(xì)胞差異

 

由于免疫細(xì)胞的功能異質(zhì)性和免疫反應(yīng)的復(fù)雜性,找到一種可以預(yù)測免疫治療效果和不良反應(yīng)的生物標(biāo)志物往往非常困難。使用IsoCode單細(xì)胞芯片與蛋白質(zhì)條形碼技術(shù),研究人員可以對單個(gè)活細(xì)胞分泌的多達(dá)30+種蛋白質(zhì)進(jìn)行分析,從而準(zhǔn)確評估每種免疫細(xì)胞的多功能異質(zhì)性。

 

IsoCode單細(xì)胞芯片

 

通過IsoPlexis單細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)組技術(shù)研究FTLD疾病機(jī)制,揭示:

1.在FTLD患者中CD14+CD16-和CD14+CD16+單核細(xì)胞的分泌蛋白組呈現(xiàn)多樣化趨勢。

 

 

2.與健康對照組相比,F(xiàn)TLD患者的單核細(xì)胞亞群多功能性顯著增加。

 

 

3.具有獨(dú)特細(xì)胞因子特征的炎性多功能單核細(xì)胞亞群的增加,可能為FTLD特有的外周血免疫病理生物標(biāo)志物奠定了潛在基礎(chǔ)。

 

應(yīng)用2 – 固有免疫在多發(fā)性硬化(MS)發(fā)病機(jī)制中的作用

用功能表型評估MS中功能失調(diào)的固有免疫細(xì)胞亞群

 

微生物群和固有免疫在多發(fā)性硬化(MS)疾病進(jìn)展中的作用仍不清楚。有研究報(bào)道,與健康人相比,MS患者血液中微生物脂質(zhì)的水平顯著降低,而該脂質(zhì)可以通過TLR2刺激固有免疫細(xì)胞,提示MS患者的微生物群固有免疫調(diào)節(jié)功能缺陷。研究人員認(rèn)為,由此產(chǎn)生的TLR2反應(yīng)性增強(qiáng)在MS疾病進(jìn)展中有重大影響。

圖示:TLR2介導(dǎo)的免疫耐受對MS發(fā)病機(jī)制的影響

 

這項(xiàng)研究的目的是利用各種技術(shù)方法來表征MS患者的TLR2反應(yīng)特點(diǎn)。作者比較了26例MS患者和32例健康供者作為對照,發(fā)現(xiàn)研究中50%的MS患者對TLR2刺激的反應(yīng)性增強(qiáng),而健康對照組僅有9.3%。更重要的是,TLR2反應(yīng)增強(qiáng)的患者中包含高比例的MS惡化患者,其中一部分對適應(yīng)性免疫系統(tǒng)靶向療法無效。這些結(jié)果有助于進(jìn)一步了解固有免疫在MS中的作用。

 

 

該研究要點(diǎn):

  • IsoPlexis單細(xì)胞分泌蛋白組發(fā)現(xiàn)了一種與MS病理和治療相關(guān)的Toll樣受體(TLR),以前從未發(fā)現(xiàn)。

  • TLR2反應(yīng)增強(qiáng)的MS患者,有比較大的概率出現(xiàn)疾病惡化。

  • 鑒于單核細(xì)胞多功能性可以揭示不同形式疾病對治療反應(yīng)的差異性,因而可用于MS患者分層,突顯了單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大。

 

應(yīng)用3 - 神經(jīng)毒性和免疫相關(guān)不良事件(IRAEs)的生物標(biāo)志物

CAR-T細(xì)胞回輸患者前的產(chǎn)品指標(biāo)與3級以上細(xì)胞因子釋放綜合癥(CRS)有獨(dú)特的關(guān)聯(lián)性

 

已有研究報(bào)道,CAR-T細(xì)胞治療后,IL-15升高和CAR T細(xì)胞的擴(kuò)增與非霍奇金淋巴瘤(NHL)的治療結(jié)局有關(guān)。然而,回輸前CAR產(chǎn)品的T細(xì)胞功能與臨床結(jié)局的相關(guān)性尚無報(bào)道。

 

在這項(xiàng)研究中,在NHL患者回輸CD19 CAR-T產(chǎn)品前的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組分析表明,CAR-T產(chǎn)品含有多功能性T細(xì)胞亞群,可產(chǎn)生多重免疫反應(yīng),且回輸前CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品的T細(xì)胞多功能性指數(shù)(PSI)與臨床反應(yīng)顯著相關(guān)。此外,PSI與CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增或治療前血清IL-15的升高相結(jié)合,也與NHL患者的臨床結(jié)局顯著相關(guān)。

 

Kite Pharma開發(fā)的CD19 CAR-T細(xì)胞治療產(chǎn)品在回輸患者前,

通過IsoPlexis技術(shù)檢測細(xì)胞多功能指數(shù)(PSI)示意圖

 

回輸前CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品的多功能指數(shù)(PSI)與NHL患者的臨床預(yù)后及>3級CRS的相關(guān)性

 

IsoPlexis功能蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的重點(diǎn)以及與CRS的相關(guān)性:

  • · IsoPlexis單細(xì)胞分泌組揭示了炎癥功能表型結(jié)合CAR峰值或治療前血液中IL-15水平,與3級以上的神經(jīng)毒性(NT)相關(guān)。

  • · IL-17A的細(xì)胞多功能指數(shù)(PSI)結(jié)合D0天IL-15水平與≥3級NT有顯著相關(guān)性,這表明產(chǎn)生IL-17A的多功能細(xì)胞亞群在神經(jīng)系統(tǒng)毒性中的關(guān)鍵作用。

 

  • · 外周血單個(gè)免疫細(xì)胞的分泌譜從根本上影響了對與免疫療法相關(guān)的不良事件發(fā)生機(jī)制的理解。

 

全自動(dòng)免疫細(xì)胞單細(xì)胞功能解決方案

 

IsoPlexis單細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)組解決方案通過分析每個(gè)免疫細(xì)胞的功能性免疫狀況獲取完整的單細(xì)胞功能表征,從而發(fā)現(xiàn)更好的生物標(biāo)志物,并加速醫(yī)學(xué)發(fā)展。通過檢測罕見的 "超級細(xì)胞 "亞群,以揭示持久性、效價(jià)強(qiáng)度、穩(wěn)定性等等的功能性生物驅(qū)動(dòng)因素。

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