免疫系统的新工具来探索奥秘

为什么一些人感染了西尼罗河病毒发展危及生命的感染而其他人不知道他们有多蚊子咬人吗?医学谜就是露丝蒙哥马利的问题之一,耶鲁大学医学院的医学副教授,试图探索使用转换工具转化研究。

它叫做CyTOF是血细胞计数的飞行时间,并且它使研究人员更深入地了解错综复杂的免疫细胞。建立了耶鲁大学,去年估计有90的CyTOF工具是一个使用世界各地的研究人员和制药公司。

“确实提供了一些优势,”蒙哥马利说,耶鲁的CyTOF设施在耶鲁大学医学院。“研究人员迫切希望推进他们的发现要想用最好的技术。”

与技术,研究一系列的条件——从西尼罗河多发性硬化,糖尿病,癌症,可以产生空前的详细数据对细胞相对较小的样本。数据帮助他们识别先前未被发现的细胞子集,深化细胞生物学和人类疾病的理解。

再深入到细胞数据

CyTOF的出现在2009年之前,科学家们对细胞收集的数据特点和另外一个年纪大的技术称为流式细胞术。利用流式细胞术,研究人员标签电池组件,如表面标记或蛋白质,与荧光探针与抗体和细胞通过激光。激光击中他们时,荧光探针发出不同波长的光,检测到的血细胞计数器和转换成可读的数据。

流式细胞术允许研究人员使用8到10荧光标记抗体标记——通常,对关键的细胞特性捕捉数据。相比之下,CyTOF名曰质谱技术和稀土金属,而不是荧光化合物,因此科学家们可以使用约40标记(以及将来100)。信息转化为四到五倍。

这是类似于仰望星空与标准之间的区别望远镜和一个observatory-quality折射望远镜,根据耶鲁大学神经病学的椅子上,医生大卫·哈曾与蒙哥马利CyTOF耶鲁。“它让我从看到细胞的表面,细胞内定义函数非常深,”他说。

寻找手机的线索

CyTOF设施,她指导,蒙哥马利的技术适用于她的研究老龄化如何影响感染和自身免疫性疾病的免疫反应。耶鲁大学的同事们一起在内科和免疫生物学,她撰写了一篇论文发表在《免疫学方法在2014年展示了技术能力的检测多个信号从一个样本的1000 - 10000细胞。

具体地说,她是使用CyTOF探索自然杀伤(NK)细胞的作用在西尼罗河病毒的免疫反应。“现在我们看到的NK细胞来自患者非常严重的西尼罗河病毒和病人不知道他们有病的西尼罗河病毒,我们描述他们的NK细胞,”她解释说。面板的40标记,蒙哥马利和她的同事们已经能够辨别区分NK细胞来源于两个病人组。这项研究可能有助于解释的差异对感染的免疫反应可能受益最伤害的疾病,蒙哥马利。

类似地,在他的实验室里,哈CyTOF适用于研究细胞复杂性疾病如多发性硬化的根源和癌症。在一个当前的项目,他的团队正在调查从大脑中提取特定类型的免疫细胞肿瘤。“我们隔离从脑部肿瘤的T细胞,”他解释说。“我们可以看超过35 T细胞表面不同的功能分子定义其功能。”

了解多个分子功能在同一时间在一个细胞可能揭示线索脑瘤如何生存和发展尽管T细胞,他说。“我们可以定义肿瘤如何逃避免疫系统,具体我们可以治疗。通过观察多个标记,我们可以更精确的定义治疗前进。”

关注免疫治疗和预防

哈罗德教授在他的实验室里,免疫学博士Kevan gosper利用技术去探索关于1型糖尿病的关键问题,一种自身免疫性疾病。CyTOF正在帮助他的团队获得更多数据有限的特定于1型糖尿病的细胞,通常出现在儿童时期。

“我们想要了解的目标细胞,引起糖尿病,”他说。“把他们什么?结果他们什么?有途径参与我们可以治疗的目标?这些是我们感兴趣的问题。”

目标不仅是开发免疫疗法治疗1型糖尿病预防的但可能使用数据。“有antigen-reactive T细胞中发现个人患1型糖尿病的风险,”哈罗德说。“一些人继续发展糖尿病;别人不喜欢。我们要做的是找出谁将继续开发糖尿病为了防止它。“如果他确定一个病人类型之间的区别的标志,例如,这一发现可能指向一个目标的预防策略,指出哈罗德。

蒙哥马利的工作,哈,哈罗德可能只是冰山的一角。这个更强大的工具来分析细胞,耶鲁大学的科学家们现在有能力深入分析和配置文件整个人群的免疫细胞对癌症和其他复杂疾病的研究。他们的发现将有助于越来越多的同行评议的研究涉及CyTOF和免疫疗法出现。

“我们倾向于认为我们的分析的细胞作为义务虽或循环水。这个现在是40-dimensional,”哈罗德说。“这种方法,你有许多参数,可能会重新定义T细胞的数量。它将提高我们如何看待免疫曲目。”