深度学习辅助的物种间比较揭示了在非特异性T细胞激活后,在Cynomolgus和人类中共享和独特的分子模式
Vincent D Friedrich1,2, Kari Neier3, Kristina Müller1,2
1Institute for Medical Informatics, Statistics, and Epidemiology, University of Leipzig, Leipzig, Germany.
这项研究使用单细胞转录学来比较T细胞激活后子和人类的免疫反应. 它揭示了共享的分子模式,并确定了特定物种的差异,改善了免疫疗法的临床前研究.
科学领域:
- 免疫学 免疫学 免疫学
- 计算生物学 计算生物学
- 翻译医学是一种翻译医学.
背景情况:
- 临床前药物开发依赖于动物模型进行免疫系统研究.
- Cynomolgus子是有价值的模型,但跨物种的免疫反应差异尚未完全理解.
- 了解分子免疫反应对于将动物模型的发现转化为人类条件至关重要.
研究的目的:
- 开发和应用单细胞转录组学数据的跨物种分析管道.
- 为了研究和比较在T细胞激活后,Cynomolgus和人类的转录性免疫反应.
- 为了确定物种之间的免疫反应中共享和分歧的分子模式.
主要方法:
- 从子和人类的外周血液单核细胞 (PBMC) 的单细胞RNA测序 (scRNA-seq).
- 用抗CD3/抗CD28抗体进行体外刺激,并在0,6和24小时取样.
- 集成基于变异自编码器 (VAE) 的深度学习,细胞-细胞通信分析,差异性基因表达和通路丰富.
主要成果:
- 跨物种观察到共享的分子模式,包括增加CD4+T细胞比例和减少单细胞种群.
- 在CD8+ T细胞 (代谢重编程) 和NK细胞 (炎症/抗病毒程序) 中确定了特定物种的转录集群.
- 随着时间的推移,发现跨物种通路的重叠增加,子的CD8+T细胞通路调节更强,人类的细胞-细胞通信连接体下降更明显.
结论:
- 开发的计算框架使得免疫反应的系统的跨物种时间序列分析成为可能.
- 通过突出子和人类之间共享和分歧的免疫机制,这些发现推动了翻译研究.
- 这项工作有助于改善免疫调节疗法的发展,通过更深入地了解跨物种免疫动态.
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