原文研究配图:CGM第500期:从出生到衰老:单细胞多组学揭示免疫系统的动态演化

CGM第500期:从出生到衰老:单细胞多组学揭示免疫系统的动态演化

从婴儿到高龄,免疫细胞的组成和功能如何改变?报告将单细胞转录组、免疫受体测序与质谱流式结合,比较不同T细胞群的年龄轨迹,并讨论免疫年龄预测的研究价值。
王宇飞
王宇飞

上海交通大学医学院附属仁济医院 · 博士研究生

上海交通大学医学院内科学在读博士生,导师为卜军教授。研究兴趣主要集中在以单细胞多组学方法免疫学相关问题,尤其是免疫衰老。相关研究成果发表在Nature Immunology (封面文章,同期述评)。

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目前,对人类全生命周期中(涵盖发育、成熟和衰老阶段)免疫系统在单细胞水平上的动态演变尚缺乏全面了解。为此,我们从上海浦东队列中招募了共计220名健康志愿者,涵盖从0岁至90岁以上的13个年龄组,并通过单细胞RNA测序联合T细胞和B细胞受体测序、高通量质谱流式细胞术(CyTOF)、批量RNA测序和流式细胞术验证实验,对其外周免疫细胞进行系统分析。

研究发现, T 细胞受年龄因素的影响最为显著,并在特定年龄段经历了显著的细胞间相互作用重塑。而且不同的 T 细胞亚群在转录组和免疫组库水平都表现出不同的衰老模式,例如:(1)尽管 CD4+ 初始T 细胞和 CD8+ 初始 T 细胞均呈现出随年龄的增长而减少的趋势,但两者的衰老轨迹从出生开始就已出现分歧;(2)在所有 T 亚群细胞中,GNLY+CD8+ 效应 T 细胞的克隆扩增最大,并且在儿童和老年人中表现出不同的功能特征;(3)CD8+ 黏膜相关恒定 T 细胞在青少年时期的相对丰度、克隆多样性和抗菌能力达到峰值,随后随着年龄增长逐渐下降。有趣的是,我们在儿童中发现并验证了一种此前未被认识的“细胞毒性”B 细胞亚群。最后,基于本研究构建的全生命周期单细胞转录组数据,我们开发了一个免疫年龄预测模型,该模型可用于评估健康个体的免疫状态和识别免疫功能紊乱的个体。

本研究不仅揭示了人类免疫系统在整个生命过程中的衰老规律,还提供了宝贵的资源与理论基础,以推动对免疫老化机制的深入研究。

参考文献

  1. Yufei Wang, Ronghong Li, Renyang Tong, Taiwei Chen, Mingze Sun, Lingjie Luo, Zheng Li, Yifan Chen, Yichao Zhao, Chensheng Zhang, Lin Wei, Wei Lin, Haoyan Chen, Kun Qian, Alex F. Chen, Junling Liu, Lei Chen, Bin Li, Feng Wang, Li Wang, Bing Su, Jun Pu. Integrating single-cell RNA and T cell/B cell receptor sequencing with mass cytometry reveals dynamic trajectories of human peripheral immune cells from birth to old age. Nature Immunology. 2025;26(2):308-322. DOI: 10.1038/s41590-024-02059-6

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