紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一個(gè)浩大的工程，對引發(fā)克羅恩病、多發(fā)性硬化癥和關(guān)節(jié)炎等炎癥疾病的T細(xì)胞進(jìn)行了研究，揭示了這種細(xì)胞的分化過程及其影響臨床癥狀的機(jī)制。
“我們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)與T細(xì)胞功能和發(fā)育有關(guān)的新基因，”文章共同作者，紐約大學(xué)基因組和系統(tǒng)生物學(xué)中心的副教授Richard Bonneau說。“這一成果拓展了我們對免疫系統(tǒng)自我攻擊類疾病的理解，為相關(guān)新藥研發(fā)提供了基本框架。”
“我們?yōu)榱私庋装Y性T淋巴細(xì)胞已經(jīng)進(jìn)行了多年的努力，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子免疫學(xué)教授Dan Littman說，“這些細(xì)胞能保護(hù)我們免受微生物侵害，但同時(shí)也可能引起自體免疫疾病。”
“我們很幸運(yùn)能夠組成一個(gè)包括免疫學(xué)家、計(jì)算機(jī)生物學(xué)家和基因組專家的研究團(tuán)隊(duì)，一起來揭開T細(xì)胞之謎。從前我們所知的影響T細(xì)胞功能的基因很少，而現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)新基因可供進(jìn)一步研究。我們希望這些新分子能夠成為相關(guān)疾病的‘阿喀琉斯之踵’，使這些疾病能夠被藥物一擊致命。”
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在zui近一期的Cell雜志上，為了解T細(xì)胞調(diào)控網(wǎng)絡(luò)如何調(diào)節(jié)基因組表達(dá)打下了基礎(chǔ)，T細(xì)胞通過這樣的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)將多種環(huán)境刺激因素與大量基因表達(dá)了起來。這種大型網(wǎng)絡(luò)是T細(xì)胞前體或干細(xì)胞決定其分化的必要核心。此外，研究人員通過計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建了調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的模型，可用于預(yù)測基因抑制藥物對不同T細(xì)胞的影響，幫助人們開發(fā)新的治療手段抵御相應(yīng)疾病。
研究人員針對T-helper 17細(xì)胞（Th17）進(jìn)行了研究，揭示了染色體上數(shù)千基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。此前有研究表明Th17細(xì)胞與炎癥疾病有關(guān)，并確定了其中涉及促炎癥疾病的數(shù)百個(gè)基因。在這項(xiàng)研究中，研究人員將這些基因一一標(biāo)注在細(xì)胞發(fā)育的時(shí)間軸上，并將這些信息整合入了一個(gè)完整的基因互作模型。
研究人員采用系統(tǒng)生物學(xué)方法，集中檢測了多種生物大分子，并獲取了細(xì)胞中的多種相互作用。該研究總共包括450組數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)都包括了基因表達(dá)、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和橫跨數(shù)百萬位點(diǎn)的基因-染色體互用信息。這樣全面性的研究使人們得以在一個(gè)更廣闊的水平上認(rèn)識(shí)關(guān)鍵性的生物學(xué)過程，這就好比從整體上研究汽車功能而非單獨(dú)關(guān)注頭燈、剎車或者駕駛桿之類的部件。
為了從這樣大量的數(shù)據(jù)中提取到有意義的結(jié)果，研究人員利用統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)在海量數(shù)據(jù)中建立了細(xì)胞調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的模型。隨后，他們通過進(jìn)一步的小鼠實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證該模型的準(zhǔn)確性。他們在小鼠模型中找到了人類疾病的啟示，發(fā)現(xiàn)了炎癥疾病為何與大量基因有關(guān)的原因。研究人員通過模型鑒別了影響兩千多種基因表達(dá)并在Th17細(xì)胞調(diào)控中具有重要作用的基因。他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的核心集中了與炎癥疾病有關(guān)的大量基因，這些基因是在Th17細(xì)胞中控制基因表達(dá)或不表達(dá)的齒輪。這項(xiàng)研究將幫助人們開發(fā)控制炎癥的新治療方法。
這些T細(xì)胞具有抵抗感染的作用，同時(shí)也可能引發(fā)炎癥損害組織，導(dǎo)致多種常見的炎癥疾病。在以免疫細(xì)胞為基礎(chǔ)的癌癥治療中，T細(xì)胞也非常關(guān)鍵。T細(xì)胞種類很多，而許多疾病的核心問題都與干細(xì)胞分化為T細(xì)胞的機(jī)制有關(guān)。
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