在全球因抗击新冠疫情几近停摆之时，仍有许多科学家奋战在科研岗位，继续坚持自己的课题研究。我们也惊喜地看到，疫情之下仍有许多优秀的学术成果不断发表。以下我们精选了部分最新质谱流式文献与您分享，希望能够在此基础上与各位进行更深入的探讨。
德州大学安德森癌症中心（MD AndersonCancer Center）在《Nature》发表研究成果，利用质谱流式技术与RNA测序技术相结合，对接受免疫检查点阻断（ICB）治疗的黑色素瘤患者进行检测，研究中同时选取了包含30个免疫相关标志物在内的共41个参数，对从肿瘤组织消化液和外周血(PB)中获得的B细胞在同一患者内和患者之间的差异进行分析。结果显示肿瘤组织中的B细胞具有不同于外周血B细胞的功能和迁移特征。应答者的肿瘤组织中富集 Memory B 细胞，而非应答者肿瘤细胞中富集Navie B细胞。研究揭示了B细胞和三级淋巴样结构在ICB治疗反应中的潜在作用，并对生物标志物和治疗靶点的开发具有指导意义
Helmink, B.A. et al. “B cellsand tertiary lymphoid structures promote immunotherapy response.” Nature(2020): doi:10.1038/s41586-019-1922-8.
质谱流式专家Bertram Bengsch及Frances Winkler在《Frontiers in Immunology Review》发表综述，对利用质谱流式技术进行耗竭CD8+T细胞（exhausted CD8+ T cells，TEX）亚群分型所独有的优势进行阐述。由于TEX细胞亚群与典型T细胞亚群有很多相同的分子结构，因此很难通过低参数分析进行表征。质谱流式技术可同时对40个以上的标志物进行检测分析，相较于单个表型标志物分析而言，可以更可靠地识别人类TEX。通过将耗竭相关表型与功能图谱相结合，质谱流式技术可以深入描述TEX与典型T细胞群体的差异，同时揭示了TEX亚群内的异质性，为疾病进展研究及检查点治疗临床应答研究提供参考。
Winkler, F. and Bengsch, B.“Use of mass cytometry to profile human T cell exhaustion.” Frontiers inImmunology 10 (2020): 3039.
加州大学洛杉矶分校（University ofCalifornia, Los Angeles）的一个研究小组发现，寨卡病毒的粘膜感染可能会保护机体免受全身感染和急性神经病变的影响。这项研究通过比较直肠粘膜感染和皮下传播对病毒的免疫机制进行了探讨。研究者采用包含12个标志物的Panel进行小鼠的脾细胞表型检测，结果显示，通过直肠粘膜感染的小鼠炎性单核细胞和中性粒细胞水平显著降低。在皮下感染后的第3天和第7天，粘膜感染小鼠的CD4+和CD8+T细胞反应比未感染小鼠的CD4+和CD8+T细胞应答要高。
Martínez, L.E. et al. “Zikavirus mucosal infection provides protective immunity.” Journal of Virology(2020): doi:10.1128/JVI.00067-20.
伦敦大学学院的一个研究团队在《Nature Methods》发表研究成果，利用类器官3D组织模型研究体外细胞间的相互作用，以比较小肠组织的健康信号和癌变信号。研究团队开发了一种基于质谱流式技术的方法，对类器官内细胞特异性信号网络进行分析。研究使用包含40个marker的Panel，其中包括9个cell type抗体和28个PTM特异性抗体，对来自小肠类器官的>100万个单细胞进行分析, 揭示了小鼠小肠类器官体内六种主要细胞类型的蛋白翻译后修饰信号通路网络。研究人员进一步使用TeMal和顺铂将基于钯元素的barcoding替换为20重的硫醇基反应类器官barcoding，以实现类器官细胞的原位标记。并结合单细胞PTM分析，应用于以小鼠大肠上皮类器官为核心的结肠癌肿瘤微环境模型。分析显示，shApc,KrasG12D 和 Trp53R172H细胞自主模拟信号会受到细胞外微环境中纤维细胞和巨噬细胞PTM的诱导。这一方法首次实现了类器官内细胞种类、细胞周期状态及PTM在单细胞水平的综合分析，未来亦可应用于人源类器官药物筛查等研究方向。
Qin, X. et al.“Cell-type-specific signaling networks in heterocellular organoids.” NatureMethods (2020): doi:10.1038/s41592-020-0737-8
首次免疫和二次增强免疫之间的间隔是形成免疫记忆的关键时期，需要有优化的免疫接种计划以产生保护性免疫。为了改进减毒牛痘病毒（MVA）的使用，来自法国巴黎大学(CEA-Universite Paris su -inserm)的研究人员比较了猕猴的两种疫苗接种方案，以监测抗体和细胞固有免疫应答的变化。研究人员使用35个抗体的质谱流式panel，对间隔2周接种2MVA剂量的全血样本中髓样细胞进行表型分析，并与间隔2个月的样本数据进行比对。结果显示，当接种间隔为2周时，两次接种的髓样细胞免疫应答相类似，且抗体二次反应欠佳。而当增强免疫间隔延迟至2个月时则激发了明显的免疫应答，并提高了抗体反应的质量。这项研究表明，在设定疫苗接种方案时，免疫接种的时机是至关重要的。
Palgen, J-L. et al. “Innateand secondary humoral responses are improved by increasing the time between MVAvaccine immunizations.” npj Vaccines 5 (2020): 24.
近日，上海交通大学丁显廷研究员领导的研究团队在《Analytical Chemistry》 发表封面文章，将金属标记的核酸适配体纳米探针成功应用于组织成像质谱流式（IMC）技术。研究人员对金属标记适配体探针167Er-A10-3.2的构建和表征做了深入描述，该探针特异性靶向前列腺癌（PaC）上皮细胞过表达的前列腺特异性跨膜抗原（PSMA），且不与非PSMA表达的组织反应，相比金属标签抗体探针（167Er-YPSMA-1）具有更高的敏感性。此项研究开发了更高灵敏度、更精准定位的IMC方法。
Youyi Yu, Jingqi Dang, XiaoLiu, Liping Wang, Shanhe Li, Ting Zhang, Xianting Ding*, Metal-labeled Aptamersas Novel nanoprobes for Imaging Mass Cytometry Analysis, Analytical Chemistry,2020, 10.1021/acs.analchem.9b05159
近日，巴黎大学(University of Paris)的研究人员在medRxiv发布研究成果，利用Fluidigm质谱流式技术对不同阶段COVID-19患者免疫系统的变化进行研究，并获得重要发现。研究人员在实验中使用了FluidigmMaxpar® Direct™一站式免疫分型系统，该系统Assay单管提供30个免疫活性标志物，同时，研究人员在预留的空白通道中添加了两个自选标志物，结合MaxparPathsetter™分析软件对50例不同严重程度的COVID-19患者进行了免疫分析。所有患者在出现症状后8至12天，在未作抗炎治疗的情况下接受检测，通过基因表达研究和细胞分泌蛋白水平的评估，对其免疫细胞群及功能进行了深入研究。研究发现I型干扰素(IFN)活性的严重损害是重症患者独有的。这表明I型IFN缺乏是COVID-19发展为重症的一个标志，并提示针对IL-6或TNF-a炎症细胞因子的抗炎治疗可能有效。
Hadjadj, J. et al. “Impairedtype I interferon activity and exacerbated inflammatory responses in severeCOVID-19 patients.” medRxiv (2020): doi:10.1101/2020.04.19.20068015.
IL-1β是诱发细胞因子风暴的关键炎症因子之一，与新冠肺炎的高发病率和死亡率有关。为了更好地了解IL-1β信号通路的靶点，弗吉尼亚大学的一项研究应用质谱流式技术，确定了健康捐赠者PMBC中最容易受IL-1β炎症诱导信号影响的免疫细胞亚型。研究者应用了包括磷酸蛋白在内的35个marker的Panel进行分析，结果显示：通过对NF-κB表达水平的测定，CD4+效应记忆性T细胞和其他CD4T细胞群对IL-1β应答最强。·CCR6+T细胞和中央记忆单核细胞亚群也对IL-1β产生应答。这份IL-1β诱导信号图谱填补了这一领域的空白，对识别COVID-19高风险细胞因子风暴患者以及筛选接受IL-1βR阻断治疗的患者具有重要意义。
Kothari,H. et al. “Identification of human immune cell subtypes most vulnerable toIL-1β-induced inflammatory signaling using mass cytometry.” bioRxiv(2020): doi:10.1101/2020.04.19.047274.
加州大学及西奈山伊坎医学院的研究团队在《Cell Reports》发表研究成果，利用质谱流式技术，结合RNA测序及细胞因子分析，对寨卡病毒（ZIKV）感染后的早期、急性和康复期三个时间点的先天免疫反应进行了剖析。研究人员使用了包含37个Marker的Panel对患者PMBC样本进行分析。尽管过往登革热病毒（DENV）暴露被假设为会影响未来ZIKV感染的先天免疫应答，但对本次检测得到的数据结果进行无监督聚类发现，所有样本主要是基于时间点聚类。因此患者对ZIKV的固有免疫应答不受过往DENV暴露的影响，而仅与感染后的时间点有关。同时，质谱流式免疫分型结果显示，CD14+单核细胞上的CD169在急性期相关的亚群中高表达，提示CD169可能是一种潜在的ZIKV感染标志物。此外，研究者集成了Luminex® RNA-seq和质谱流式的多维度数据，构建了基因及蛋白联合分析网络。这项研究为ZIKV感染的生物分子和免疫学提供了独特的全局视野，为进一步研究ZIKV的发病机制和免疫应答特征提供了参考。
Michlmayr, D. et al. “Comprehensive immunoprofiling of pediatric Zika reveals key role for monocytes in the acute phase and no effect of prior dengue virus infection.” Cell Reports 31 (2020): 107569.
耶鲁大学Michael Simons领导的研究团队近日在《Cell Stem Cell》发文，应用组织成像质谱流式技术（IMC™）对主动脉瘤发展中不同因素之间的相互作用进行了探究，证明高胆固醇可通过重编程平滑肌细胞（SMC）破坏 SMC TGF-β信号。在高胆固醇饮食的Apoe基因敲除小鼠中，SMC TGF-β信号特异性缺失显示出与人类主动脉瘤发展一致的特征。
研究团队应用IMC技术来确定主动脉病变细胞类型的来源，发现其中的关键因素是SMC被重编程为各种间充质细胞系（MSC），包括软骨细胞，脂肪细胞，成骨细胞和巨噬细胞。SMCs的缺失和MSCs的扩增可有效诱发主动脉瘤。此外，将IMC数据与scRNA-seq和CyTOF®数据结合分析，发现主动脉中存在一种“易病性” SMC亚群，该亚群可被转化为MSC并推动动脉瘤的形成和发展。
Chen P Y, Qin L, Li G, et al. Smooth muscle cell reprogramming in aortic aneurysms[J]. Cell Stem Cell, 2020, 26(4): 542-557. e11.
儿科专家及质谱流式应用专家Petter Brodin在一篇公开发表的评论中，回顾了如何应用包括质谱流式技术（CyTOF®）在内的系统免疫学方法来应对儿童免疫系统和疫苗反应研究的独特挑战。由于低血样量（通常为100μL）限制了对新生儿的研究，因此像CyTOF®这样的高维检测技术对于通过检测所有细胞类型进行免疫表型分析具有独特价值。此外，通过结合Biomark™HD进行Olink®分析，还可对同一样品中的血清蛋白进行分析，以获得更加完整的纵向免疫图谱。Brodin指出，在区分疫苗应答细胞与其他活化细胞时，质谱流式技术的另一个关键优势在于，使用带有金属标记的含有肽抗原的MHC多聚体，CyTOF®可对疫苗应答细胞进行独特的深入研究。
1.Brodin, P. “Technologies for assessing vaccine responses in the very young.” Current Opinion in Immunology 65 (2020): 28–31.
2.Olin, A. et al. “Stereotypic immune system development in newborn children.” Cell 174 (2018): 1,277–1,292.
3.Chng, M.H.Y., et al. “Large-scale HLA tetramer tracking of T cells during dengue infection reveals broad acute activation and differentiation into two memory cell fates.” Immunity 51 (2019): 1,119–1,135.
波士顿儿童医院和布里格姆妇女医院的研究团队发表文章，以探究溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)患者的炎症反应之间的潜在差异。研究团队利用包含超过25个表面抗原和细胞因子标记物的CyTOF® Panel对样品进行检测。结果显示，在儿童及成年IBD患者的粘膜和血液中发现了特异的免疫信号。且与活动期UC患者相比，活动期CD患者外周血单核细胞IL-1β及Tregs、DCs表达上调，而ILC1则表达下调。本次研究使用质谱流式技术，在单细胞分辨率下对患者的粘膜和血液中的免疫细胞群进行了表征和比较，以完成对UC和CD的筛选鉴定。这对于全面深入了解组织样本以及后续治疗方案的设定起到了关键作用。
Mitsialis, V. et al. “Single-cell analyses of colon and blood reveal distinct immune cell signatures of ulcerative colitis and Crohn’s disease.” Gastroenterology (2020): doi:10.1053/j.gastro.2020.04.074.
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