耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們正在利用單細(xì)胞RNA測(cè)序來(lái)研究SARS-CoV-2如何與宿主細(xì)胞相互作用。心血管醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)部醫(yī)學(xué)助理教授David van Dijk博士和實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)和免疫生物學(xué)助理教授Craig Wilen博士利用被感染的人類支氣管上皮細(xì)胞(HBECs)的單細(xì)胞RNA序列數(shù)據(jù)來(lái)確定病毒如何感染和改變健康細(xì)胞。

在bioRxiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)表的這項(xiàng)研究中，作者確定了纖毛細(xì)胞是SARS-CoV-2感染的主要目標(biāo)。支氣管上皮是對(duì)抗過(guò)敏原和病原體的保護(hù)性屏障。纖毛清除呼吸道的粘液和其他顆粒。他們的發(fā)現(xiàn)為病毒如何引發(fā)疾病提供了深入的了解。

Wilen和博士后同事Mia Alfajaro博士在空氣-液體界面中使HBECs感染了SARS-CoV-2。在三天的時(shí)間里，他們使用單細(xì)胞RNA測(cè)序來(lái)識(shí)別感染動(dòng)態(tài)的特征，例如不同細(xì)胞類型的感染細(xì)胞數(shù)量，以及SARS-CoV-2是否激活了感染細(xì)胞的免疫反應(yīng)。專門研究單細(xì)胞技術(shù)的Van Dijk利用先進(jìn)的算法來(lái)開發(fā)工作假設(shè)。

圖片來(lái)源：Blausen Medical

"機(jī)器學(xué)習(xí)允許我們產(chǎn)生假設(shè)。這是一種不同的科學(xué)研究方法。我們用盡可能少的假設(shè)。測(cè)量我們能測(cè)量的所有東西，算法向我們呈現(xiàn)假設(shè)。"

研究人員與Tamas Horvath博士和Klara szigetii - buck合作，使用電子顯微鏡來(lái)了解病毒和靶細(xì)胞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。這些觀察提供了關(guān)于宿主-病毒相互作用的見解，以測(cè)量SARS-CoV-2細(xì)胞趨向性，或病毒感染不同細(xì)胞類型的能力。三天后，成千上萬(wàn)的培養(yǎng)細(xì)胞被感染。作者分析了受感染細(xì)胞和鄰近的旁觀者細(xì)胞的數(shù)據(jù)。他們觀察到83%的感染細(xì)胞是纖毛細(xì)胞。在整個(gè)研究過(guò)程中，這些細(xì)胞是感染的第一和主要來(lái)源。該病毒還針對(duì)其他上皮細(xì)胞類型，包括基底細(xì)胞和俱樂(lè)部細(xì)胞。而杯狀細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞、簇狀細(xì)胞和離子細(xì)胞被感染的可能性較小。

基因標(biāo)記揭示了一種與一種叫做白細(xì)胞介素6 (IL-6)的蛋白質(zhì)有關(guān)的先天免疫反應(yīng)。分析還顯示聚腺苷酸的病毒轉(zhuǎn)錄本發(fā)生了變化。最后，(未感染的)旁觀者細(xì)胞也顯示出免疫反應(yīng)，可能是由于來(lái)自感染細(xì)胞的信號(hào)。從成千上萬(wàn)個(gè)基因中提取，這些算法定位了受感染細(xì)胞和未受感染細(xì)胞之間的遺傳差異。

在本研究的下一階段，Wilen和van Dijk將檢查SARS-CoV-2與其他類型冠狀病毒的嚴(yán)重性，并在動(dòng)物模型中進(jìn)行測(cè)試。（世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會(huì)議 2021 （第四屆）單細(xì)胞多組學(xué)研究與臨床應(yīng)用峰會(huì)

http://meeting.世聯(lián)博研Bioexcellence/2021SC