Big Panel Theory系列之-3激光22色人T细胞和23色人B/髓细胞免疫代谢研究方案（COVID-19感染免疫研究）

· 研究背景 ·

新冠感疫情已使全球有超过四亿的患者。然而，不同患者症状表现不一，部分患者感染后能很快康复，而部分患者却发展为重症，其中的机理仍待探究。科学家们认为这可能与年龄，性别以及身体质量指数等相关。Elizabeth A. Thompson等研究者认为COVID-19相关的免疫细胞代谢表型可能超越传统的免疫细胞表型，并可能存在不同的功能亚群。因此，研究者们开发了一种基于流式细胞术的蛋白质组学和表观遗传学分析方法，能够在单个细胞水平上探索免疫细胞代谢程序。

  · 研究方法 · 基于3激光Cytek^® Aurora全光谱流式细胞仪，研究者分别设计了一个22色T细胞免疫代谢方案（表1）和23色B细胞/髓系细胞免疫代谢方案（表2），详细方案信息可参考下方表1及表2。  

表1-22色T细胞免疫代谢方案详细信息

 

方案中除对T、B及髓系细胞的精细分群外，还采用多个活化和代谢标记来评估细胞激活与代谢状态。在代谢评估方面，方案中使用线粒体膜蛋白电压依赖性阴离子通道1 (VDAC1)和Tomm20作为线粒体质量和氧化磷酸化利用的标志物；通过葡萄糖转运体Glut1和糖酵解的限速酶己糖激酶II (HKII)评估糖酵解的存在及机制；并根据肉碱棕榈酰转移酶1a (CPT1a)和H3K27Me3的表达来分别测定细胞利用脂肪酸氧化的能力及组蛋白的甲基化程度。

 

表2-23色B/Myeloid细胞免疫代谢方案详细信息

 

· 数据表现 ·

按照图1和图2所示的设门策略，分别对T细胞方案和B/髓细胞方案进行精细分群，并将目标细胞亚群纳入后续活化和代谢变化的分析。  

图1-T细胞方案设门策略

 

图2-B/Myeloid细胞方案设门策略

 

研究同时还观察到MDSCs的扩增，这些细胞具有针对COVID-19的独特代谢表型，它们的存在可以帮助进行重症的区分。免疫细胞代谢表型的识别为了解COVID-19急性患者的免疫功能失调提供了线索，并为预测和跟踪疾病严重程度及设计代谢治疗方案提供了理论指导。

 

图3- COVID-19患者T细胞代谢表型鉴定

总 结 

研究者使用三激光Cytek^® Aurora全光谱流式细胞仪，构建T细胞、B细胞及髓系细胞多色方案，对COVID-19重症患者和康复患者以及其他病毒感染患者的免疫细胞代谢程序进行了深入分析，证明了免疫代谢分析在识别特定细胞亚群中的关键作用。利用这些独特的细胞亚群可有效区分COVID-A与其他病毒感染，并可用于预测新冠感染病程进展。与常见免疫分型方案不同之处是，该研究方案纳入了多个活化和代谢标记来评估免疫细胞的活化和代谢状态，对研究免疫代谢的研究者，非常值得参考与借鉴。

参考文献：

Thompson E A, Cascino K, Ordonez A A, et al. Metabolic programs define dysfunctional immune responses in severe COVID-19 patients[J]. Cell Reports, 2021.  

 

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