免疫组库(immune repertoire, IR):是指某个体在特定时间点其循环系统中所有功能多样性B淋巴细胞和T淋巴细胞的总和。免疫组库分析:通过分析决定B细胞受体(BCR)或T细胞受体(TCR)多样性的互补决定区(CDR区),全面评估免疫系统的多样性,深入挖掘免疫组库与疾病的关系。
T细胞抗原受体(T cell receptor, TCR): 是T细胞特异性识别和结合抗原肽-MHC分子的结构。大多数TCR由α 和β肽链组成(90-95%),少数T细胞的TCR由γ和δ肽链组成。每条肽链又可分为可变区(V区)、恒定区(C 区)、跨膜区和胞质区等几部分,α链的可变区由V、J两个基因片段编码,β链的可变区由V、D、J三个基因片段编码,而α和β两条肽链的V区(Vα、Vβ) 又各有3 个高变区CDR1、CDR2 和CDR3,其中以CDR3区(又称超变区)变异最大,直接决定了TCR的抗原结合特异性。
B细胞抗原受体(B cell receptor, BCR):BCR 是由两条重链(H)和两条轻链(κ或λ)组成的四聚体,其中重链分为可变区(V区)、恒定区(C区)、跨膜区及胞质区;轻链则只有V区和C区。轻链的可变区由V、J两个基因片段编码,重链的可变区由V、D、J三个基因片段编码;V区由3个互补决定区(CDR1、CDR2 和CDR3) 组成,而互补决定区CDR3比CDR1、CDR2更具多样性,是B细胞识别抗原的主要部位,其长度及多样性都会影响它对抗原的识别与亲和力。CDR的氨基酸/ 基因组成和排列顺序呈现高度多样性,构成容量巨大的BCR 库,正是这种多样性的存在,正常机体几乎能够对入侵的所有异物产生免疫应答。
应用领域:免疫组库中每一种免疫蛋白彼此间结构差异很小,但亚型种类繁多,正是这种多样性对健康的维护起着至关重要的作用;免疫蛋白的亚型越多,越能有效抵抗病原体。正因为如此,免疫组库在肿瘤研究、移植和免疫重建、自身免疫性疾病、感染性疾病、抗体开发、用药及疫苗评估等多个方面均有重要的应用价值。
单细胞测序揭示新型模式
研究中,作者通过使用Sanger测序结合单细胞转录组测序(scRNA-seq)进行免疫分析评估单个B细胞的Ig转录组库。结果发现在大多数B细胞中,除了经典的“one B cell—one antibody”之外,还在成百上千的单个B细胞(包括初始B细胞、记忆B细胞和浆细胞)中观察到IgH链或L链的两个或多个VHDJH或VLJL重组模式。此外,几类IgH链在单个B细胞中同步表达,并显示出不同的VDJ模式。综上所述,该文献中的结果表明在单个B细胞中存在Ig基因重排和类别转换的新型模式。
抗体在免疫应答反应中发挥着至关重要的作用,抗体的多样性是抗体能够抵御各种各样入侵病原体的关键所在。而普通的测序方法很难探知每个免疫细胞间分子水平上的细微差别,只有依靠单细胞测序技术才能了解到单个B细胞中存在的Ig基因重排和类别转换的新型模式。小编深信,随着基因测序技术的不断发展尤其是单细胞测序技术的迅猛发展,一定能发现更多人体免疫系统的奥秘,当再次面临类似新冠疫情时,必当会有更多、更有效、更迅速的应对手段!