加州大學洛杉磯分校(UCLA)的科學家們開發了一種技術，使研究人員能夠更有效地分離和鑑定稀有的T細胞，這種T細胞能夠針對病毒、癌症和其他疾病。

這一方法可以提高科學家對這些關鍵免疫細胞對各種疾病的反應的理解，並促進T細胞療法的發展。這包括旨在提高癌症或病毒靶向T細胞的功能和數量的免疫療法，以及旨在調節在糖尿病和多發性硬化等自身免疫性疾病中過度活動的T細胞應用。

“T細胞對於保護身體免受感染和癌症都至關重要，”這篇新論文的第一作者、歐文·維特博士實驗室的研究生帕夫洛·涅斯特連科(Pavlo Nesterenko)說。“它們既是人體適應性免疫反應的效應者，也是機體的組織者，這意味著研究它們的動態可以揭示整體的免疫活動。”

T細胞從其他免疫細胞中脫穎而出，因為它們表面上配備了分子，稱為T細胞受體，可識別被稱為“異物”的蛋白質片段抗原體。

我們的身體每天產生數以百萬計的T細胞，每個T細胞都有自己獨特的一組受體。每個T細胞受體都能識別一種特定的抗原體。例如，一個T細胞受體可能識別導致普通感冒的病毒抗原，而另一個T細胞受體可能識別來自乳腺癌的抗原體。

當一個T細胞遇到它的受體識別的抗原時，它就會發揮作用，產生大量的自身複製，並指示免疫系統的其他部分攻擊帶有這種抗原的細胞。

世界各地的研究人員正在探索從病人中收集帶有針對癌症或其他疾病(如SARS-CoV-2病毒)的T細胞的方法，在實驗室中擴增這些細胞，然後將更多的目標T細胞返回給患者，以增強他們的免疫反應。

“問題是，在我們可以接觸到的大多數細胞中，無論是從外周血還是從人體其他部位採集的樣本中，都能發現數量非常少的具有受體的T細胞。現有的捕捉和識別這些T細胞的方法是勞動密集型的，需要改進。”歐文·維特博士說，他是該論文的研究高階作者兼洛杉磯加利福尼亞大學寬頻幹細胞研究中心創始主任。

這一過程效率低下的部分原因是，當T細胞識別出具有相應受體的抗原時，就會發出訊號，促使附近的其他細胞部分啟用。

“這些所謂的旁觀者細胞對周圍的活動感到興奮，但實際上無法對引發免疫反應的抗原做出反應，”維特說。他現擔任微生物學、免疫學和分子遺傳學系的發育免疫學主席，也是加州大學洛杉磯分校(UCLA Jonsson)綜合癌症中心(UCLA Jonsson)的成員。

當研究人員試圖用傳統的方法分離帶有特定受體的T細胞時，他們最終捕獲了許多這樣的旁觀者細胞。Clint-Seq透過加入一種技術來緩解這一問題，這項技術使研究人員能夠將感興趣的T細胞與大多數旁觀者細胞區分開來。

用特異性受體分離T細胞只是第一步。為了使這些分離的細胞有用，需要使用基於液滴的-mRNA序列分析，也稱為Drop seq，它可以同時測量數千個單個細胞中信使RNA的表達。

Nesterenko說：“一旦你知道了T細胞受體的序列，你就可以利用這些資訊來開發治療方法，要麼在對抗癌症和病毒的情況下製造更多的T細胞，要麼用這個受體序列引入調節性T細胞來抑制特定區域的過度活躍的免疫反應。”

用特定受體分離T細胞的過程需要使用化學物質將細胞的含量固定在一定的位置，這些化學物質在每個細胞內和周圍環境之間形成鍵--這種技術被稱為交聯。不幸的是，交聯會使T細胞的RNA降解，這使得Drop-seq分析很有挑戰性。Clint-Seq利用一種可逆的交聯方法克服了這一障礙，從而保留了T細胞的RNA。

維特說：“這個系統的創新之處在於，它結合了一種改進的方法，即識別T細胞受體，使其具有更高的特異性和一種化學適應能力，從而使這一過程與基於液滴的mRNA測序相相容。”“這解決了尋找治療癌症和其他疾病以及病毒感染的T細胞受體的核心挑戰--從引起新冠肺炎的急性病毒到愛潑斯坦巴爾(Epstein Barr)或皰疹之類的慢性病毒。”

更多資料：Nesterenko, P.A., et al. (2021) Droplet-based mRNA sequencing of fixed and permeabilized cells by CLInt-seq allows for antigen-specific TCR cloning. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2021190118.