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【文献分享】Nature | SH800/MA900同发力,分选稀有TEC细胞、构建人类胸腺细胞空间图谱

阅读数:0
2025-04-02
海报分享

1

背  景


胸腺是T细胞发育成熟的场所,分为皮质和髓质两个主要区域,与T细胞发育的不同阶段(双阴性DN、双阳性DP和单阳性SP)相关。胸腺上皮细胞(thymic epithelial cells,TEC)在T细胞的选择和耐受性建立中起关键作用。

胸腺结构和功能的复杂性使得对其所含细胞类型、空间分布的全面了解具有重要意义。对胸腺细胞绘制空间图谱有助于深入理解胸腺的生理功能和病理变化,并为相关疾病的治疗提供新的靶点和策略。

剑桥大学Sarah Teichmann及其团队利用单细胞测序和OrganAxis高分辨率空间绘图等方法,成功构建了首个覆盖胎儿和婴儿期人类胸腺的细胞图谱,提供了胸腺发育和T细胞成熟过程的多样性信息。

2

主要结果


1. 构建多模态空间胸腺图谱

作者团队整合了胎儿和婴儿胸腺样本的单细胞测序和空间数据集,使用了TissueTag计算框架,构建了一个多模态胸腺细胞图谱。通过H&E染色区分皮质和髓质,随后构建了特定于胸腺的OrganAxis模型,皮质-髓质轴(CMA)。CMA能够捕捉到局部和全局的空间异质性,实现不同样本数据的整合和跨条件比较。

2. 不同阶段的T细胞发育

作者团队利用CMA工具对胎儿和婴儿各阶段的胸腺样本不同类型细胞进行了空间定位分析。研究发现,整个取样阶段T细胞谱系的分布情况高度保守,DN、DP主要分布于皮质,SP在髓质中富集。细胞因子和趋化因子驱动这一迁移过程,其表达情况在胎儿和早期婴儿胸腺中也是高度一致的。

3. TEC亚型的空间分布

作者团队通过SONY流式分选出胎儿和婴儿胸腺中的total TEC分析,识别出cTEC (cortical TECs)和mTEC(medullary TECs)的不同亚型,发现它们在胸腺内的分布位置特定。通过对这些亚型的空间映射分析可以挖掘许多信息,例如发现mTECIII型细胞,尤其是表达黏膜和皮肤相关基因的亚型与Hassall氏小体(HCs)密切相关。又如可追踪到mcTECs(cTEC和mTEC过渡态亚型,高表达KRT15 and ITGA6)仅出现于胎儿胸腺,位于囊膜和皮质髓质交界处。这些发现为理解TECs在胸腺发育和免疫调节中的作用提供了新的见解。

4. T细胞迁移的调控机制

作者团队结合单细胞测序和空间组学数据,包括CITE-seq、IBEX循环蛋白成像和Visium空间转录组等,揭示了CD4+SP和CD8+SP T细胞在皮质-髓质迁移规律。两者迁移时间上存在差异,CD4+ T细胞更早,CD4+SP未成熟、半成熟、成熟细胞均在髓质中富集,而CD8+只有成熟细胞高表达在髓质中,其余阶段主要集中在皮质中。这与两群细胞的CCR4和CXCR3趋化因子受体的表达差异有关。

3

SONY流式在文中应用


本篇文章中大量应用了单细胞测序的结果。测序前的分选工作面临了目的细胞稀少、分选活性要求高等诸多难点。作者采用SONY MA900/SH800全自动流式分选仪,用130um喷嘴,对占比不足千分之一的CD205+EPCAM- & CD205-EPCAM+细胞亚群进行单细胞分选,体现了SONY MA900/SH800高活性、高效率的优异性能和在单细胞分选应用领域的突出优势。

总

结

Summary


作者团队绘制了第一张具有单细胞分辨率和空间转录组广度的胸腺图谱。它是人类细胞图谱(HCA)计划中的重要组成部分。而SONY MA900/SH800全自动流式细胞分选仪以其全自动、高活性、操作简便等优势成为单细胞流式分选工具的不二之选,为HCA计划顺利完成保驾护


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