单细胞免疫应答靶向捕获测序：多重PCR靶向扩增，捕获基因数量

免疫系统是保护身体免受病原体和异常细胞（如肿瘤细胞）侵害的重要机制，通过识别和消灭这些威胁来维持健康。免疫应答是免疫系统对病原体或肿瘤细胞的反应过程，涉及多种免疫细胞的激活和相互作用，以清除或抑制异常细胞的生长。而免疫细胞是参与免疫反应的细胞（如淋巴细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞），它们通过识别和消灭病原体或异常细胞来保护身体。免疫基因则是编码免疫系统功能相关蛋白的基因，包括那些参与抗体生成、细胞信号传导和免疫调节的基因，这些基因在免疫应答中发挥关键作用。

根据2024年国自然的中标热点来看，“免疫”研究可谓佼佼者，为了更好地助力免疫研究，表观生物隆重推出单细胞免疫应答靶向捕获测序服务，该技术基于多重PCR靶向扩增技术，捕获基因数量高达399个，测序数据新鲜出炉，更加精准的捕获，更低的成本，精准获得免疫细胞分群和免疫应答情况，适合肿瘤免疫治疗研究，免疫相关疾病基础研究，标志物发现等方向。

 

 

图1. 文库制备过程（图来自BD biosciences）

 

技术应用

1.免疫监测：用于监测免疫系统在疾病状态下的变化，如感染、癌症或自身免疫疾病。

2.药物反应评估：评估患者对免疫治疗药物的反应，为个性化治疗方案提供数据支持。

3.基础研究：帮助科学家理解免疫系统的基本机制，包括免疫细胞的发育、功能和相互作用。

4.疫苗开发：在疫苗研究中用于评估免疫应答的有效性和持久性。

5.疾病诊断：通过分析免疫细胞的特征和功能，辅助某些疾病的诊断和预后评估。

 

送样要求

主要针对全血样本，冻存PBMC样本，组织中分选出来的免疫细胞等样本。

1.细胞：尺径≤ 50 μm，数量≥ 5×10⁵个/样本，浓度≥ 1000个/μL，活性≥ 80%

2.组织：≥0.1 g/样本

 

测序方案

测序模式：PE 150

测序数据量：30 G

 

分析内容

基础分析

1.细胞tag处理

2.序列比对

3.UMI计数

4.低质量细胞过滤

5.主成分分析（PCA）

6.无监督聚类分析

7.细胞亚群重分类分析

8.差异分析

9.细胞类型注释

高级分析

1.细胞间相互作用分析

2.细胞内免疫基因调控网络分析

3.细胞分化轨迹分析

4.KEGG通路富集分析

5.GO功能富集分析

 

实测数据展示

 

图2.UMAP降维图

 

 

图3.marker基因气泡图

 

 

图4.marker基因小提琴图

 

研究案例

Nat Commun：单细胞分辨率揭示类风湿关节炎复发的细胞驱动因素^[1]

这篇文章研究了风湿性关节炎（RA）患者体内免疫失调的细胞机制，比较了药物缓解和停药后复发两种状态。研究者使用了单细胞多组学（免疫应答靶向测序、免疫组库测序、蛋白组测序）对患者外周血单个核细胞（PBMC）细胞亚群变化进行分析。其中，免疫应答靶向测序针对性地分析了免疫相关基因的表达。测序数据分析结果显示，在停药后复发的患者中，CD4+Treg细胞数量增加，但功能失调，无法有效抑制促炎性效应记忆淋巴细胞的激活，最终导致关节炎复发；此外，与药物缓解的患者相比，复发患者体内IGHA1+浆细胞的成熟标志物表达增加。这些发现为理解RA复发的免疫机制提供了新的见解，并为预测和预防RA复发提供了潜在的治疗靶点。

 

 

图5.三种细胞亚群（CD4+CD45RO+PD1hiT细胞、CD8+CD45RO+PD1hiT细胞和CD19+B细胞）测序后得到的UMAP图

 

 

 

图6. 三种细胞亚群中基因和表面蛋白的表达情况

 

 

图7. 七个细胞亚群在停药前、停药后复发和停药后缓解三种状态下，细胞比例的变化，并比较了差异显著性

 

参考文献：

Baker KF, McDonald D, Hulme G, et al. Single-cell insights into immune dysregulation in rheumatoid arthritis flare versus drug-free remission. Nat Commun. 2024;15(1):1063. Published 2024 Feb 5.