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CGM第402期-谢凯琨博士:随时间变化的单细胞测序方法(Zman-seq)揭示胶质母细胞瘤免疫抑制的动态变化
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目前,单细胞测序技术仅能捕获每个细胞的瞬时状态,从而限制了我们对肿瘤整体动态的理解。Daniel Kirschenbaum 博士提出:“理想情况下,我们希望每个细胞上都有一个钟表,告诉我们它在肿瘤中启动每个分子过程的时间。不幸的是,这可能是无法实现的。” 在这里,我们提出了一个可以测量免疫细胞随时间变化的单细胞测序方法,Zman-seq (zman希伯来语里“时间” 的意思) 并描绘了 Glioblastoma (GBM) 中免疫细胞进入肿瘤后随时间变化的分化轨迹。通过不同CD45荧光基团的抗体将血液里的免疫细胞在不同的时间点(12h, 24h, 36h, 48h)进行标记, 我们可以推导出每个免疫细胞进入组织或肿瘤的时间。首先我们在健康的小鼠模型下进行了验证,我们在多个组织里 (脑部、肺部、肠道、以及脾脏) 找到了不同时间点的免疫细胞;有趣的是在组织内常驻或非循环的免疫细胞里并没有找到染色的信号。 紧接着我们在GBM的小鼠模型下来观测免疫细胞在进入肿瘤后随时间的变化。通过 metacell 以及我们开发的 ZmanR 分析方法,我们发现 nature killer cells (NK 细胞) 在进入肿瘤后的 24 小时内便迅速失去了杀伤力,发展为 dysfunctional NK。而髓系细胞 (myeloid cells) 或许是肿瘤中最丰富的免疫细胞并在免疫抑制和对治疗的抵抗中起到了重要的作用。通过 Zman-seq,我们发现新入侵的单核细胞 (monocytes) 在 48 小时内可分化为具有高度抑制性的 Gpnmb+ 肿瘤巨噬细胞 (Tumor Associated Macrophages, TAMs),从而发挥促进肿瘤生长的作用。Zman-seq可以捕捉和定义这些免疫细胞进入到组织后随时间变化的能力在肿瘤免疫学及其它领域有着广泛的应用。
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