德雷克塞爾大學(xué)的計算生物學(xué)家?guī)椭鷦?chuàng)建了B細(xì)胞克隆譜系的第一個“解剖學(xué)圖譜”，它們的特性和組織連接。研究人員透露，B細(xì)胞群 - 高度特化的免疫細(xì)胞產(chǎn)生的抗體可以保護(hù)我們免受疾病侵害 - 被分裂成體內(nèi)的兩個廣泛的網(wǎng)絡(luò)。一個跨越血液，骨髓，脾臟和肺，而另一個在胃腸道中發(fā)現(xiàn)。這份發(fā)表在Nature Biotechnology上的B細(xì)胞組織分布圖譜將成為研究傳染病，癌癥，微生物組和疫苗反應(yīng)的研究人員和臨床醫(yī)生的重要資源。

“我們現(xiàn)在已經(jīng)證明，人體的地理位置對于免疫系統(tǒng)的工作方式非常重要，B細(xì)胞根據(jù)它們所處的位置而不同地運(yùn)作，”Hershberg說。

為了發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞克隆是如何在體內(nèi)分布的，研究人員對933,427個譜系進(jìn)行了測序，并將它們映射到6個人體器官供體的8個不同的解剖學(xué)區(qū)室。

研究人員面臨的主要挑戰(zhàn)是證明，如果他們沒有在身體的某個區(qū)域發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞，那么他們實(shí)際上并不存在 - 生態(tài)學(xué)家必須證明動物物種滅絕的方式相同共同通訊作者Uri Hershberg博士，Drexel生物醫(yī)學(xué)工程，科學(xué)與健康系統(tǒng)學(xué)院副教授。

“B細(xì)胞克隆是高度多樣化的。我們隨時都有超過1000億種不同的B細(xì)胞類型。因此，即使對100萬個B細(xì)胞進(jìn)行測序，我們也絕對沒有對它們進(jìn)行全部采樣，”Hershberg說。“這就是為什么我們小組使用生態(tài)研究中的統(tǒng)計工具來估計我們的調(diào)查中缺少多少種克隆類型的原因。在考慮大量經(jīng)驗(yàn)豐富的B細(xì)胞克隆時，我們已經(jīng)抽樣得足以證明它們是分離到血液或腸道。“

B細(xì)胞是身體保護(hù)性免疫力的關(guān)鍵參與者。當(dāng)您的身體被特定病原體感染時，只有識別入侵者的特定B細(xì)胞才會響應(yīng)。然后，這些特化細(xì)胞迅速繁殖并創(chuàng)建一個特定克隆類型的相同姐妹細(xì)胞的步兵來對抗感染。特殊類型的B細(xì)胞“記住”入侵者，使你免受第二次攻擊。

來自同一克隆的這些細(xì)胞的組織分布和運(yùn)輸對于理解是必不可少的，因?yàn)檫@些過程影響感染在整個身體中的控制方式。動物研究表明，B細(xì)胞和漿細(xì)胞的組織定位對于保護(hù)性免疫和細(xì)菌菌群的穩(wěn)態(tài)是重要的。然而，與實(shí)驗(yàn)室小鼠不同，人類在不同環(huán)境中生存數(shù)十年并且暴露于許多不同的病原體。

為了解B細(xì)胞克隆如何在人體內(nèi)分布，科學(xué)家們需要捐贈的人體器官，以及由Drexel的Hershberg實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的新數(shù)據(jù)分析和可視化工具。

來自哥倫比亞大學(xué)的共同作者Donna Farber指導(dǎo)器官捐贈組織計劃負(fù)責(zé)從六個人獲取必要的組織樣本。由Eline T. Luning Prak領(lǐng)導(dǎo)的賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院的研究人員對這些個體的8個組織中的B細(xì)胞群進(jìn)行了追蹤和測序。在一個案例中，他們從257個不同的樣本中收集并測序了B細(xì)胞，這導(dǎo)致超過2300萬個不同的序列。

在Drexel，Hershberg和他的生物醫(yī)學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)將序列生成并組織成綜合數(shù)據(jù)集，創(chuàng)建顯示大型克隆的多樣性，相似性和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。然后，他們建立了一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，現(xiàn)在可供其他科學(xué)家用來標(biāo)準(zhǔn)化未來研究中如何分析這類數(shù)據(jù)。

Hershberg說，研究人員的發(fā)現(xiàn)可能有助于識別B細(xì)胞的組織特異性標(biāo)志物。

“我們的研究結(jié)果表明，在血液中沒有發(fā)現(xiàn)腸道中存在某些B細(xì)胞，這很重要，因?yàn)榧膊⊥l(fā)生在你身體的界面 - 肺部，腸道和喉嚨。”器官比血液更難測試，“他補(bǔ)充說。“如果我們能夠確定腸道中B細(xì)胞克隆的特殊性，那么我們就可以在血液中尋找相同的標(biāo)記物。”