免疫组库机体免疫系统健康状况的显示器

2017-03-16    编辑:诺禾致源
免疫组库简介

免疫组库(Immune Repertoire,IR)指的是在特定时间段内,机体内T淋巴细胞和B淋巴细胞多样性的总和,它反映机体免疫系统在特定时间段内应对外界刺激应答的能力,可以准确而全面地反映机体免疫系统的健康状况,如下图,健康状态下人体免疫组库的多样性要远高于疾病状态。

免疫组库历史

自20世纪80年代科学家们发现抗体产生的基因重排机理后,人们逐渐认识到机体内免疫细胞克隆应该有一个巨大的库容(Repertoire),随之便产生了免疫组库的概念,但碍于当时一代测序技术的低通量高成本的限制,免疫组库的研究一直没有突破性的进展,直到以illumina平台为主体的二代测序技术的出现,测序速度的提升和测序成本的下降为人们彻底了解免疫组库的组成带来了契机。

免疫组库多样性

免疫组库的多样性呈现“载体”主要包括B淋巴细胞表面受体(BCR)和T淋巴细胞表面受体(TCR)两大种类,其中BCR包括游离形式的抗体免疫球蛋白,和非游离的结合在细胞表面的受体蛋白。通常我们研究的免疫组库多样性呈现“载体”具体指的是IgH(抗体免疫球蛋白重链)和TRB(T淋巴细胞表面受体β链)的多样性,两者分别对应机体的B淋巴细胞主导的体液免疫和T淋巴细胞主导的细胞免疫。目前在众多物种中,对人的免疫组库的研究是最成熟和完善的,其次还有小鼠、大鼠、兔子和恒河猴等。

淋巴细胞主导的细胞免疫。目前在众多物种中,对人的免疫组库的研究是最成熟和完善的,其次还有小鼠、大鼠、兔子和恒河猴等。研究免疫组库众多序列之前,先要构建目标物种的免疫组库,主要包括B淋巴细胞对应的BCR免疫组库(主要指IgH)和T细胞对应的TCR免疫组库(主要指TRB),研究的技术手段主要有:从外周血分离外周血单个核细胞(PBMC)的技术;从组织或细胞中提取gDNA以及RNA的技术;5'-RACE(cDNA5'末端快速扩增);Multiplex PCR(多重PCR)和常规的PCR技术等。根据科研需要,评价免疫组库多重引物扩增效率时还会用到qPCR(实时荧光定量PCR);将长的PCR产物打断成固定长度(比如100~200bp)的DNA打断技术。随着研究的逐步深入,流式细胞仪鉴定和分选技术、单细胞测序技术等前沿的研究方法也越来越多的加入到免疫组库的研究中来,这些技术的发展都将为免疫治疗、疾病早期诊断及预后监控等带来新思路。

免疫组库应用

根据对免疫组库的构建方式及研究内容的了解,我们发现客户构建的免疫组库中有一部分恒定区的序列(既固定序列),所以在测序过程中会产生GC不平衡的问题,因此我们不推荐免疫组库在illumina平台上进行包lane上机,根据我们的项目经验,免疫组库的上机最好是与正常随机打断的文库混合pooling在一起,分在不同的lane中,这样有助于高质量数据的产出。