巨噬細(xì)胞 - 既能對(duì)抗感染又能修復(fù)其造成的損害的免疫細(xì)胞 - 通常分為兩類：增加炎癥(稱為“M1”)以進(jìn)行攻擊，以及減少炎癥以開始愈合過程(“M2”) )。

生物醫(yī)學(xué)工程和分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)副教授 Kathryn Miller-Jensen 實(shí)驗(yàn)室的研究人員使用單細(xì)胞 RNA 測(cè)序來更深入地了解個(gè)體巨噬細(xì)胞對(duì)不同刺激的反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)，雖然這些細(xì)胞往往是多任務(wù)處理者，但有些細(xì)胞比其他細(xì)胞更傾向于對(duì)某些線索做出反應(yīng)。結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上。

M1-M2 范式幫助科學(xué)家了解先天免疫反應(yīng)。不過，研究人員長(zhǎng)期以來一直懷疑，體內(nèi)巨噬細(xì)胞的靈活性比這種兩類系統(tǒng)所暗示的要大——也就是說，根據(jù)情況，一個(gè)細(xì)胞既可以是攻擊者，也可以是治療者。但是，當(dāng)在受控環(huán)境(例如組織培養(yǎng)皿)中同時(shí)面對(duì) M1 和 M2 線索時(shí)，個(gè)體巨噬細(xì)胞會(huì)做什么?

“沒有人看過這個(gè)，我們決定用單細(xì)胞測(cè)序來嘗試它，”米勒-詹森說。通過這樣做，Miller-Jensen 實(shí)驗(yàn)室能夠更詳細(xì)地了解巨噬細(xì)胞在受到炎癥和消退刺激時(shí)的反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)了很大的變異性，包括對(duì)某些關(guān)鍵功能(如分泌)似乎只對(duì)一種或另一種提示作出反應(yīng)的細(xì)胞子集。

“刺激是環(huán)境線索，但我們認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)可能存在一些變異性，這使得它們中的一些人在任何給定時(shí)間對(duì)一種線索的反應(yīng)比另一種更強(qiáng)烈，”米勒-詹森說.

這是朝著更好地了解不同類型的巨噬細(xì)胞邁出的重要一步。

“它可以幫助我們確定巨噬細(xì)胞是如何在腫瘤、不愈合傷口和其他疾病環(huán)境中以這些不同狀態(tài)存在的，”她說。“如果我們對(duì)存在哪些子集有更深入的了解，我們可能會(huì)更好地弄清楚如何針對(duì)它們或?qū)ζ溥M(jìn)行監(jiān)管。”

研究人員指出，對(duì)相反線索的不同反應(yīng)可能使巨噬細(xì)胞更容易適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，并迅速?gòu)墓裟Ｊ睫D(zhuǎn)變?yōu)閷Ｗ⒂诮M織修復(fù)。

“它們可能需要同時(shí)對(duì)很多線索做出反應(yīng)，因此一些巨噬細(xì)胞可能會(huì)準(zhǔn)備好做出反應(yīng)并成為攻擊者，”她說。“因此，當(dāng)他們同時(shí)看到這兩種線索時(shí)，重要的是至少讓其中一些細(xì)胞分泌需要分泌的東西——但也許不是所有這些細(xì)胞，因?yàn)橛行┘?xì)胞可能需要做其他事情。”

Miller-Jensen 還指出，單細(xì)胞 RNA 測(cè)序技術(shù)和單細(xì)胞分泌裝置——由范榮教授發(fā)明，也在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域——在進(jìn)行開創(chuàng)性觀察方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。