| 免疫細(xì)胞，尤其是T細(xì)胞，在激活和分化過(guò)程中，其代謝表型會(huì)發(fā)生顯著變化——這些代謝表型的變化與免疫細(xì)胞執(zhí)行的功能和其命運(yùn)是相關(guān)的，研究這些代謝表型的變化有助于深入了解免疫細(xì)胞對(duì)抗病原體和癌細(xì)胞的方式。免疫代謝組學(xué)是代謝與免疫相結(jié)合的研究領(lǐng)域，近年來(lái)發(fā)展迅速。研究免疫細(xì)胞的代謝，首先要能夠便捷及時(shí)且明確地分析不同免疫細(xì)胞(如T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)的代謝狀態(tài)。在過(guò)去的幾十年里，包括流式細(xì)胞術(shù)、細(xì)胞外流量分析、質(zhì)譜法、單細(xì)胞RNA測(cè)序和質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)等各種各樣的技術(shù)被有用于免疫代謝的研究，分析對(duì)象從蛋白質(zhì)到代謝物到脂質(zhì)到RNA，可以從不同方向了解免疫細(xì)胞代謝。
活細(xì)胞的新陳代謝研究
研究活細(xì)胞的新陳代謝，安捷倫的Seahorse技術(shù)是便捷實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的選擇。Seahorse是借助熒光基團(tuán)同時(shí)分析細(xì)胞周圍介質(zhì)中的氧氣消耗率和質(zhì)子釋放，來(lái)測(cè)量細(xì)胞的兩種主要能量途徑——線粒體呼吸和糖酵解，這種方式使研究人員能夠?qū)崟r(shí)了解活細(xì)胞的生物能量狀態(tài)，而無(wú)需添加標(biāo)簽。Seahorse技術(shù)允許在96孔板中對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)的分析，可以使用內(nèi)置注入口來(lái)評(píng)估某種代謝調(diào)節(jié)物對(duì)細(xì)胞的直接“即時(shí)”影響，可以很快提供結(jié)果。與Agilent XF T 細(xì)胞代謝分析試劑盒結(jié)合使用時(shí)，Seahorse提供了多參數(shù)輸出，豐富的功能數(shù)據(jù)可以完全表征T細(xì)胞代謝譜。這些信息還可以作為一種常規(guī)檢測(cè)方法，用于優(yōu)化T細(xì)胞衍生療法的設(shè)計(jì)和制造。
研究免疫細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、代謝物和脂質(zhì)
質(zhì)譜法用于蛋白質(zhì)組學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)包括其特異性和靈敏度低至單分子水平，特別是高分辨率質(zhì)譜法。在過(guò)去的幾年里，對(duì)整個(gè)蛋白質(zhì)組的高分辨率質(zhì)譜研究已經(jīng)深入了解了T細(xì)胞在免疫反應(yīng)過(guò)程中如何在葡萄糖和脂肪酸代謝之間轉(zhuǎn)換。基于發(fā)現(xiàn)的定量蛋白質(zhì)組學(xué)側(cè)重于識(shí)別蛋白質(zhì)，并測(cè)量多個(gè)樣本集相對(duì)豐度的變化。免疫代謝研究中正在采用幾種基于發(fā)現(xiàn)的技術(shù)，包括細(xì)胞培養(yǎng)中氨基酸的穩(wěn)定同位素標(biāo)記(SILAC)、串聯(lián)質(zhì)量標(biāo)簽的等壓標(biāo)記(TMT)和無(wú)標(biāo)記定量(LFQ)。代謝標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)是它可以以高精度確定蛋白質(zhì)的變化。此外，TMT方法允許研究人員在一次運(yùn)行中復(fù)用多達(dá)18個(gè)樣本。
質(zhì)譜法非常適合于高通量鑒定和定量代謝物和脂質(zhì)。賽默飛世爾科學(xué)公司組學(xué)應(yīng)用高級(jí)主管Thomas Moehring認(rèn)為:“高分辨率和精確的儀器，如基于軌道阱的質(zhì)譜儀，在這類應(yīng)用中是理想之選。。。當(dāng)與液相色譜或氣相色譜等分離方法相結(jié)合時(shí)，它們可以提供一組敏感而可靠的數(shù)據(jù)，從中可以以可重復(fù)的方式識(shí)別和量化代謝物和脂質(zhì)。”
單細(xì)胞分析
許多主要的免疫代謝研究都是針對(duì)批量樣本的分析，但就如大廠里的員工雖然遠(yuǎn)看長(zhǎng)得差別不大但實(shí)際各司其職、作用不同，免疫細(xì)胞特別是T細(xì)胞的豐富多樣性使得研究人員對(duì)細(xì)胞群體中的單個(gè)細(xì)胞行為尤為感興趣。單細(xì)胞分析同樣可以在免疫代謝研究中大顯身手。“單細(xì)胞分析可以更好地了解特定細(xì)胞類型在引入疾病或治療時(shí)發(fā)生的情況。”
單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)是當(dāng)下大熱的單細(xì)胞分析方法之一，可以高通量運(yùn)行同時(shí)在每個(gè)細(xì)胞中檢測(cè)多達(dá)5000個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄組信息，雖然轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)可能不一定是新陳代謝的直接代表，但可以提供與代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)的有用線索，甚至幫助找出導(dǎo)致新陳代謝變化的相關(guān)線索。10x Genomics先進(jìn)的單細(xì)胞分析技術(shù)除了可以開(kāi)展高分辨率的免疫細(xì)胞表征，其實(shí)更有意思的是Chromium scFFPE-seq、空間分析（Visium FFPE）和Xenium原位分析解決方案，研究人員能夠采用三重互補(bǔ)技術(shù)對(duì)FFPE組織塊進(jìn)行分析——從而了解在實(shí)際病理組織中免疫細(xì)胞的代謝相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄組線索與所在空間位置之間的關(guān)系，更深入理解免疫細(xì)胞在不同的位置下代謝與功能之間的關(guān)系。
單細(xì)胞蛋白質(zhì)的高通量分析仍處于起步階段。高通量單細(xì)胞分離技術(shù)的發(fā)展使得高通量單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)/單細(xì)胞質(zhì)譜逐漸可行。例如cellenONE的proteoCHIP LF 48就是為單細(xì)胞質(zhì)譜分析而開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化完整解決方案，能夠借助顯微鏡圖像以無(wú)標(biāo)簽的方式實(shí)現(xiàn)選擇和分離感興趣的單個(gè)細(xì)胞樣品制備，分離后的細(xì)胞可直接連接到 LC-MS/MS系統(tǒng)的自動(dòng)進(jìn)樣器中進(jìn)行后繼的單細(xì)胞質(zhì)譜分析
更強(qiáng)大的是質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)（質(zhì)譜流式），一種高通量單細(xì)胞蛋白質(zhì)分析技術(shù)。它利用稀有金屬標(biāo)簽抗體標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的蛋白標(biāo)志物，通過(guò)飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)譜儀和檢測(cè)器進(jìn)行單細(xì)胞分析。由于采用穩(wěn)定的金屬標(biāo)簽和質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)，質(zhì)譜流式各檢測(cè)通道之間幾乎沒(méi)有重疊，背景可以忽略不計(jì)，輕松實(shí)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞超過(guò) 40 種蛋白的同時(shí)檢測(cè)，系統(tǒng)全面地分析病理狀態(tài)下各類免疫細(xì)胞在表型和功能上的變化。 近年來(lái)已在200多個(gè)臨床試驗(yàn)中使用，取得了令人興奮的進(jìn)展。
Standard BioTools™蛋白質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Marla Lubinsky表示::“考慮到質(zhì)量細(xì)胞術(shù)不像熒光流式細(xì)胞術(shù)那樣受到自身熒光或光譜重疊的影響，它可以獲得更可靠的高參數(shù)免疫分析見(jiàn)解。” 研究人員可以使用Maxpar®Direct™免疫分析分析™輕松地將免疫分析添加到他們的研究中，這是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的30個(gè)標(biāo)記的免疫分析分析，分析時(shí)間僅為5分鐘。“這種全面可靠的免疫分析方法縮短了獲得結(jié)果的時(shí)間，降低了大型研究的成本。”
組合不同技術(shù)，建立最佳方法
“這些不同的技術(shù)提供了不同的見(jiàn)解，因此它們相輔相成，提供了一個(gè)更完整的故事。所以，它們都是重要的途徑。” 根據(jù)研究的需要選擇適合的技術(shù)組合，必將為免疫代謝研究帶來(lái)新的突破。
（文章來(lái)源：www.ebiotrade.com）
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