2024年3月6日,洛克菲勒大学Gabriel D. Victora、普林斯顿大学Yuri Pritykin共同通讯在Nature发表题为Universal recording of immune cell interactions in vivo的文章,开发了一种名为uLIPSTIC(universal Labelling Immune Partnerships by SorTagging Intercellular Contacts)的新技术,可以直接可视化和量化体内短暂的免疫细胞间相互作用,使科学家能够在不依赖预定义的受体-配体对的情况下观察和测量免疫细胞相互作用,从而为更广泛的相互作用研究打开了大门。
uLIPSTC系统利用金黄色葡萄球菌转肽酶a(Staphylococcus aureus transpeptidase sortase A, SrtA)的修饰形式来标记相互作用的细胞。这种酶催化标记的底物在细胞膜上转移,能标记紧邻或物理接触的细胞。uLIPSTIC的关键创新在于它能够标记不同细胞类型之间的相互作用,而不考虑所涉及的特定受体和配体。这种普遍性是通过在相对的细胞膜上驱动SrtA及其底物的非常高的表达水平来实现的,从而确保只有当细胞足够接近以相互作用时才会发生酶促反应。
作者证明了uLIPSTC的体内应用以在各种情况下监测免疫细胞相互作用的有效性。例如,uLIPSTC已被用于追踪树突状细胞对CD8+T细胞的启动,揭示了调节性T细胞的稳态细胞伴侣,并基于其与生发中心B细胞相互作用的能力鉴定生发中心驻留的T滤泡辅助细胞。此外,通过将uLIPSTC与单细胞转录组学相结合,研究人员建立了在稳态条件下与肠上皮细胞物理相互作用的免疫群体的详细图谱,并描述了系统感染后多个器官中LCMV特异性CD8+T细胞相互作用组的演变。
uLIPSTIC最引人注目的方面之一是它能够与单细胞RNA测序(scRNA-seq)结合,进行基于定量相互作用的转录组学。这种组合使研究人员能够将细胞间相互作用的强度与基因表达联系起来,从而深入了解特定相互作用的分子途径。例如,uLIPSTC已被用于研究CD4+T细胞与肠上皮细胞相互作用能力的获得,揭示了从幼稚样IEL状态到完全分化IEL状态的发展轨迹。此外,uLIPSTC有助于揭示单核细胞在系统性LCMV感染期间CD8+T细胞早期启动中的作用,突出了以前未被重视的相互作用细胞。
总的来说,uLIPSTC代表了免疫学家的一种变革性工具,为研究体内免疫细胞的复杂交互提供了一种强大的方法。其多功能性,加上与尖端基因组技术集成的能力,使uLIPSTC成为推进免疫调节和疾病发病机制研究的有效手段。