免疫组库知识

免疫组库(Immune Repertoire,IR)指的是在特定时间段内,机体内T淋巴细胞和B淋巴细胞多样性的总和,它反映机体免疫系统在特定时间段内应对外界刺激应答的能力,可以准确而全面地反映机体免疫系统的健康状况,健康状态下人体免疫组库的多样性要远高于疾病状态。
自20世纪80年代科学家们发现抗体产生的基因重排机理后,人们逐渐认识到机体内免疫细胞克隆应该有一个巨大的库容(Repertoire),随之便产生了免疫组库的概念,直到以illumina平台为主体的二代测序技术的出现,测序速度的提升和测序成本的下降为人们彻底了解免疫组库的组成带来了契机。
免疫组库的多样性呈现“载体”主要包括B淋巴细胞表面受体 (BCR)T淋巴细胞表面受体 (TCR)两大种类,其中BCR包括游离形式的抗体免疫球蛋白,和非游离的结合在细胞表面的受体蛋白。通常我们研究的免疫组库多样性呈现“载体”具体指的IgH(抗体免疫球蛋白重链)和TRB(T淋巴细胞表面受体β链)的多样性,两者分别对应机体的B淋巴细胞主导的体液免疫和T淋巴细胞主导的细胞免疫。目前在众多物种中,对人的免疫组库的研究是最成熟和完善的。
免疫组库测序主要是对个体内的几十万条TCR或BCR的CDR3区域进行测序


研究免疫组库众多序列之前,先要构建目标物种的免疫组库,主要包括B淋巴细胞对应的BCR免疫组库(主要指IgH)和T细胞对应的TCR免疫组库(主要指TRB),

研究的技术手段主要有:
从外周血分离外周血单个核细胞(PBMC)的技术;
从组织或细胞中提取gDNA以及RNA的技术;
5'-RACE(cDNA5'末端快速扩增);
Multiplex PCR(多重PCR)和常规的PCR技术等。
根据科研需要,评价免疫组库多重引物扩增效率时还会用到qPCR(实时荧光定量PCR);
将长的PCR产物打断成固定长度(比如100~200bp)的DNA打断技术。
随着研究的逐步深入,流式细胞仪鉴定和分选技术、单细胞测序技术等前沿的研究方法也越来越多的加入到免疫组库的研究中来

通过已发表的文献来看,已有诸多免疫组学相关生物信息分析软件发布,如IMSEQ、TCRklass、iMonitor、LymAnalyzer、RTRC等。目前较为流行的是MiXCR(曾经叫MiTCR),可以对高度个性化的TCR和免疫球蛋白序列进行分析。MiXCR可以针对不同的数据类型在参数上进行调整,并对分析结果和输出进行优化。关于UMI的数据分析软件目前主流的有MIGEC和pRESTO。而LymAnalyzer还包含用于IGs的SNP突变分析等。以上这些提及的软件仅用于数据的初级分析。

免疫组库的进一步高级分析通常会涉及一个或多个多样性指数,如香农指数(Shannon)、辛普森指数(Simpson)、Inverse-Simpson指数和基尼指数(Gini)等。

目前用于二级TCR profiling分析以及多样性评估有许多不同的软件,这些工具在OMIC-tools社区的Rep-seq中给出了详细列表(https://omictools.com/rep-seq-category)。最近开发的包括VDJtools在内的诸多软件能够分析上面所述的所有软件能够实现的功能。VDJviz则是一款在功能上与VDJtools相似的Web端工具。

另一个名为tcR的R包,可以处理上面提到的这些软件(ImmunoSEQ、IMSEQ、MiTCR、MiXCR、MIGEC、VDJtools)任意的输出格式。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,406评论 5 475
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,976评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,302评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,366评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,372评论 5 363
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,457评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,872评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,521评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,717评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,523评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,590评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,299评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,859评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,883评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,127评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,760评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,290评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容