一种分析个体免疫细胞如何对导致结核病的细菌作出反应的新方法，可以为针对这种致命疾病的新疫苗策略铺平道路，并为对抗世界各地的其他传染病提供见解。

这些尖端技术是在兽医学院微生物学和免疫学系感染生物学教授 David Russell 博士的实验室开发的，并在发表在《实验医学杂志》上的新研究中有详细说明。 7 月 22 日。

多年来，罗素的实验室一直试图解开结核分枝杆菌如何(Mtb) 是导致结核病的细菌，它会感染宿主细胞并持续存在，这些宿主细胞通常是称为巨噬细胞的免疫细胞。

(资料图)

该实验室的最新创新结合了两种分析工具，每种工具都针对病原体-宿主关系的不同方面：“报告者”Mtb 细菌，根据它们在环境中的压力程度而发出不同的颜色;和单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq)，产生单个宿主巨噬细胞的 RNA 转录本。

“有史以来第一次，我实验室的 Davide Pisu 博士将这两种方法结合起来，分析来自体内感染的Mtb 感染的免疫细胞，”Russell 说。

在用荧光报告基因 Mtb 细菌感染小鼠后，Russell 的团队能够从小鼠肺中收集和流式分选单个 Mtb 感染的巨噬细胞。研究人员随后确定了哪些巨噬细胞促进了 Mtb 的生长(运动快乐的、发红光的​​细菌)或含有不太可能生长的压力 Mtb(不快乐的、发绿光的细菌)。

接下来，他们将两个分类的、受感染的巨噬细胞群体进行了单细胞 RNA 测序分析，从而生成了两个群体中每个宿主细胞的转录谱。

当科学家们将巨噬细胞单细胞测序数据与报告细菌表型进行比较时，他们发现细菌的健康状态与宿主细胞中的转录谱之间存在几乎完美的一对一相关性。容纳不快乐的绿色细菌的巨噬细胞也表达了已知会阻止细菌生长的基因，而那些拥有快乐红色细菌的巨噬细胞表达了已知促进细菌生长的基因。

科学实验很少有这么好的结果。

“绝对让我们震惊的是它的效果如何，”拉塞尔说。“当 Davide Pisu 向我展示分析时，我差点从椅子上摔下来。”

通常，表型和转录谱是两个很少能完美匹配的特征，体内数据。

这种近乎完美的对决揭示了新的细微差别。

“虽然我们之前的结果将常驻肺泡巨噬细胞 (AM) 确定为允许的，而血液单核细胞衍生的募集巨噬细胞 (IM) 作为控制 Mtb 感染在广义上是正确的，但不出所料，我们发现这是一种过度简化，”拉塞尔说。

即使在这两种不同的巨噬细胞类型中也存在差异：一些 AM 细胞控制 Mtb 生长，而一些 IM 允许细菌扩增。研究小组发现，人类和小鼠肺样本中都存在类似的免疫细胞亚群。

该研究的另一个步骤是查看 AM 和 IM 细胞对 Mtb 的反应是否受表观遗传控制——这意味着细胞的特征是由于某些基因被分子开关关闭或打开这可以解释两组巨噬细胞的反应不同。通过读取细胞的表观遗传图谱，他们发现情况确实如此。