مطالعه جدید نشان می دهد سلول های CD4 T ضد انسولین در گردش، پیشرفت ایمنی ضد جزیره ای را منعکس می کنند

دیابت نوع 1 (T1D) یک بیماری خود ایمنی است که با تشخیص کمکی سلول های T در موش ها و انسان های دیابتی غیر چاق (NOD) مرتبط است. علاوه بر این، T1D بر لوزالمعده غدد درون ریز تأثیر می گذارد، بنابراین باعث می شود بیماران تا پایان عمر خود به درمان جایگزین انسولین وابسته باشند. نظارت بر پیشرفت بیماری از طریق نمونه‌گیری خون محیطی می‌تواند بینشی در مورد مکانیسم‌های با واسطه ایمنی T1D ارائه دهد.

در مطالعه اخیر منتشر شده در پزشکی ترجمه علوممحققان مجموعه‌های کمکی اختصاصی آنتی‌ژنی از تمایز لنفوسیت‌های T 4 مثبت (CD4+) را برای تعیین خودایمنی ضد جزایر در بین موش‌ها و انسان‌ها مشخص می‌کنند.

مطالعه: اندازه گیری خودایمنی ضد جزایر در موش و انسان با پروفایل سلول های CD4 T اختصاصی آنتی ژن خون محیطی اعتبار تصویر: Peackstock / Shutterstock.com

در مورد مطالعه

نمونه خون از اهداکنندگان انسانی، از جمله کودکان تازه تشخیص داده شده (JD)، بیماران مبتلا به T1D (ES)، افراد دارای بستگان درجه اول مبتلا به T1D و آنتی ژن لکوسیت انسانی (HLA)-DQ8 مثبت، HLA-DQ8 مثبت گرفته شد. اهداکنندگان خون غیر دیابتی عادی بدون بیماری خودایمنی در خانواده (NBD) و افراد در معرض خطر T1D که توسط کنسرسیوم TrialNet (MON) نظارت می‌شوند.

سلول های تک هسته ای خون محیطی (PMBCs) برای آنالیز فلوسیتومتری (FC) جدا شدند. هاپلوتایپینگ HLA-DQA1 و DQB1 مبتنی بر واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)، پروفایل بیان ژن تک سلولی، و آنالیز توالی آمپلیکون گیرنده سلول T (TCR) انجام شد. ژن HLA-DQB1 با IA مورد بررسی قرار گرفت^g7 و تترامرهای HLA-DQ8 ضد انسولین پپتید اصلی سازگاری بافتی (MHC) تولید شده در موش و انسان.

از 12 تترامر تولید شده، چهار تترامر برای تجزیه و تحلیل استفاده شد که شامل پپتید C بود_59-70 (Cp_59-70), Cp_65-75، Ins_12-20، و Ins_13-21. تترامرها و آنتی بادی های سطحی برای مرتب سازی تک سلولی از طریق مرتب سازی سلولی فعال شده با فلورسانس (FACS) رنگ آمیزی شدند.

اسید ریبونوکلئیک (RNA) استخراج شده از 3926 سلول با روش PCR کمی تک سلولی (qPCR) و در تمام اهداکنندگان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، در حالی که 3926 لنفوسیت T کمکی با هدف انسولین از نمونه‌ها دسته‌بندی شدند. موش‌های NOD/LtJ برای آزمایش‌های حیوانی مورد استفاده قرار گرفتند و نمونه‌های خون هفتگی برای ارزیابی قند خون جمع‌آوری شد.

سلول‌های BDC2.5 و اختصاصی انسولین دو بار در هفته در موش‌های NOD بین هفته‌های چهارم، یعنی یک هفته پس از از شیر گرفتن، و 25 سالگی، که در آن مرحله 80 درصد موش‌ها با استفاده از تترامرهای پپتیدی به دیابت مبتلا شدند، پایش شدند. پانکراس توسط ایمونوفلورسانس غیرمستقیم (IIF) برای محتوای گلوکاگون و انسولین مورد بررسی قرار گرفت.

در مجموع 1839057 لنفوسیت T کمکی و 2695 سلول هدفمند آنتی ژن از نمونه های موش جدا شد. تقریب منیفولد یکنواخت و طرح ریزی (UMAP) و تجزیه و تحلیل خوشه بندی بدون نظارت انجام شد. مدل‌سازی مخلوط گاوسی (GMM) برای تجزیه و تحلیل ترکیبی پروفایل‌های ژنومی و پروتئومی انجام شد.

یافته های مطالعه

نسبت لنفوسیت های T کمک کننده ضد انسولین به طور مستقیم آموزنده نبود. با این حال، وضعیت‌های فعال‌سازی لنفوسیت‌های T ضد انسولین ارزیابی‌شده توسط RNA و پروفایل پروتئین به محققان این امکان را داد که عدم وجود خودایمنی را از پیشرفت T1D تشخیص دهند.

لنفوسیت های T کمکی ضد انسولین فعال در زمان تشخیص و همچنین در بین بیماران T1D با بیماری ثابت و برخی افراد در معرض خطر شناسایی شدند. از نظر فعال‌سازی و تعداد سلول‌ها، لنفوسیت‌های T ضد انسولین در طول دوره مطالعه اوج و فرورفتگی را نشان دادند که در همه موش‌ها به طور مشابه مشاهده شد. با این حال، بررسی بافت‌شناسی پانکراس موش‌های NOD وجود جزایر طبیعی تولیدکننده انسولین و سلول‌های جزایری را که فقط گلوکاگون تولید می‌کنند، در کنار هم نشان داد.

پروفایل سیتومتری به تنهایی به اندازه کافی با وضعیت طبیعی در مقابل وضعیت T1D با دقت 70 درصد ارتباط داشت، در حالی که تجزیه و تحلیل ترکیبی با داده های بیان ژن، همه افراد در معرض خطر را به عنوان دیابتی یا نرمال طبقه بندی کرد. پنج خوشه از لنفوسیت های T کمکی در تجزیه و تحلیل UMAP مشاهده شد، با رونویسی تک سلولی نشان دهنده امضاهای متمایز در گروه های فردی بود.

خوشه‌های Low4 و High1 در بین اهداکنندگان بدون خودایمنی مشاهده شد، در حالی که خوشه‌های High2 و High3 مربوط به T1D بودند. میانگین شمارش بالاتری در بین افراد MON مشاهده شد، با جدایی دو طرفه بین افراد کم و زیاد و افزایش جمعیت سلولی تترامر مثبت در بین افراد ES. این احتمالا نشان دهنده وجود محفظه سلولی حافظه با اندازه بزرگ در بیماران است.

لنفوسیت‌های T فعال شده بیان بیشتری از ژن‌های مختلف، از جمله تیروزین کیناز 2 (TYK2)، HLA-DRA، عضو فوق‌خانواده گیرنده فاکتور نکروز تومور 1B (TNFRSF1B)، زیرواحد 2 گیرنده اینترفرون آلفا و بتا (IFNAR2) و فاکتور هسته‌ای کاپا b را نشان دادند. زیر واحد 1 (NFKB1). نوع کمکی فولیکولی T (T_FHسلول‌ها بیان بیشتری از گیرنده هسته‌ای 4A1 (NR4A1)، HLA-DRA، گیرنده اینترفرون گاما 1 (IFNGR1)، گیرنده کموکاین CC 1 (CCR1)، هوموباکس 2 اتصال E-box انگشت روی (ZEB2) و سلول B را نشان دادند. لنفوم 6 (BCL6).

T نظارتی (T_regلنفوسیت ها افزایش زیر واحد آلفا گیرنده اینترلوکین 2 (IL2RA)، جعبه پیشانی P3 (FOXP3)، پروتئین اتصال GATA 3 (GATA3)، پروتئین فاکتور رونویسی جعبه T (TBX21)، CCR4، و مبدل سیگنال و فعال کننده رونویسی 5B را نشان دادند. STAT5B) بیان. سلول‌های T حافظه در بیان IL2RA، FOXP3، HLA-DRA، GATA3، β2 میکروگلوبولین (β2M)، CD44، NFKB1 و TNFRSF1B افزایش یافت.

گروه NBD غلبه لنفوسیت Treg را در حدود 75٪ نشان داد، در حالی که T_FH سلول ها در گروه های JD و MON به ترتیب 10٪ و 13٪ غالب بودند. سلول های T حافظه به ترتیب 85، 76 و 60 درصد لنفوسیت ها را در اهداکنندگان JD، ES و MON تشکیل می دادند، اما در اهداکنندگان NBD کمتر بود.

نمایه NBD، که شامل لنفوسیت‌های TH1 و لنفوسیت‌های Treg بود که به ترتیب در گروه‌های بیان کم و زیاد با انسولین تحمل می‌شدند، ترکیب سیتوکین و TCR را نشان داد. این یافته‌ها تحمل محیطی برای سلول‌های T کمکی هدف‌دار انسولین و عدم وجود ایمنی هدفمند جزایر را در افراد عادی نشان می‌دهد.

افراد ES پاسخ های ضد انسولین مداومی را نشان دادند. سوئیچ P9 برای کلون‌های لنفوسیت T هدف‌دار پپتید C کاربردی بود.

تجزیه و تحلیل GMM که به ترتیب روی 14 نمونه از پنج، چهار و پنج اهداکننده NBD، JD و ES آموزش داده شد، نشان داد که نتایج پیش‌بینی حدود 90 درصد از بیماران T1D با یافته‌های تخمینی و مشخص برای همه موارد مطابقت دارد.

بر اساس یافته‌های مطالعه، خودایمنی جزایر را می‌توان در خون محیطی توسط پروفایل سلول‌های T کمکی هدف‌دار آنتی‌ژن در زمان واقعی و با دقت بالا تشخیص داد.