سلولهای (T (Treg تنظیمی انسان برای هموستاز ایمنی ضروری هستند.فاکتور رونویسی FOXP3 هویت سلول Treg را حفظ می کند ، با این حال مجموعه کاملی از عوامل اصلی رونویسی که بیان ژن سلول Treg را کنترل می کنند ناشناخته مانده است.
در اینجا ، ما برای شناسایی عوامل رونویسی تنظیم پروتئین های حیاتی در سلولهای Treg اولیه انسانی تحت شرایط پایه و پیش التهابی ، از صفحه های ریبونوکلئوپروتئین Cas9 جمع و آرایه شده استفاده کردیم. "

"سپس ما رونویسی از تک سلولها را از سلولهای Treg در معرض اغتشاشات ژنتیکی و تحریک سیتوکین ایجاد کردیم ، که شبکه های ژنی متمایزی را نشان می دهد که به طور جداگانه توسط FOXP3 و PRDM1 تنظیم می شوند ، علاوه بر شبکه ای که توسط FOXO1 و IRF4 تنظیم می شود.
ما همچنین کشف کردیم که HIVEP2 ، به دانش ما که قبلاً در عملکرد سلول Treg نقش نداشته است ، شبکه ژنی دیگری را با SATB1 تنظیم می کند و برای سرکوب سیستم ایمنی با واسطه سلول Treg مهم است. "

با تلفیق صفحه های CRISPR و پروفایل توالی یابی RNA تک سلولی ، ما تنظیم کننده های رونویسی و شبکه های ژنی پایین دست را در سلولهای Treg انسانی کشف کرده ایم که می توانند برای درمان های ایمنی هدف قرار بگیرند. "

مطالعات انجام شده بر روی موش ها نشان می دهد که افزایش تعداد سلول های T نظارتی - و بنابراین "ترمز" های قوی تر روی سیستم ایمنی بدن - ممکن است به فرو نشاندن علائم بیماری های خود ایمنی کمک کند.
از طرف دیگر ، مسدود کردن سلولهای T نظارتی یا بلند کردن این ترمزهای مولکولی ، به منظور کمک به سیستم ایمنی در مبارزه بهتر با سرطان مشکوک است.

روشهای درمانی که باعث افزایش جمعیت سلولهای T نظارتی می شود - با از بین بردن سلولها از بدن بیماران ، گسترش آنها و تزریق مجدد آنها - در حال حاضر در افراد مبتلا به بیماری خود ایمنی از جمله دیابت نوع 1 و دریافت کنندگان پیوند اعضا در حال آزمایش است.
با این حال ، تاکنون ، چنین درمانهایی عموماً در تغییر عملکرد سلولهای ایمنی دخیل نبوده اند.

کاترین شومان ، PhD ، نویسنده همکار و متناظر مقاله و همکار سابق فوق دکتری UCSF ، هم اکنون استادیار دانشگاه فنی مونیخ ، می گوید: "بیشتر دانش قبلی ما درباره سلول های T نظارتی از مدل های موش است."
"ما می خواستیم سلولهای T نظارتی انسان را از نظر ژنتیکی کالبد شکافی کنیم تا بهتر درک کنیم که سیم آنها چگونه است و چگونه می توانیم آنها را دستکاری کنیم.

وقتی عملکرد هر ژن را فهمیدیم ، می توانیم سلول ها را برای درمان بیماری ویرایش کنیم. "

در مطالعه جدید ، مارسون ، شومان و همكاران آنها از فناوری ویرایش ژن مبتنی بر CRISPR برای تغییر سلولهای T نظارتی استفاده كردند و از بین آنها 40 عامل مختلف رونویسی را به طور انتخابی از بین بردند.

40 عامل رونویسی به این دلیل انتخاب شده اند که داده های قبلا منتشر شده قبلاً اشاره کرده بودند که ممکن است عملکردهای خاصی را در سلولهای نظارتی در مقایسه با سایر سلولهای T انجام دهند.

محققان سپس بر روی 10 فاکتور رونویسی که بیشترین تأثیر را در این صفحه اولیه داشتند ، متمرکز شدند و ده ها هزار ژن را جستجو کردند تا ببینند کدام یک در سلولهای تغییر یافته روشن یا خاموش هستند.

در مجموع ، آنها این تجزیه و تحلیل را بر روی 54424 سلول T نظارتی منفرد انجام دادند.

با تجزیه و تحلیل زیرمجموعه های ژن های فعال شده یا خاموش شده توسط این 10 عامل اصلی رونویسی ، تیم تحقیقاتی شبکه های گسترده ای از برنامه های ژنتیکی را درگیر در زیست شناسی سلول های T نظارتی جمع آوری کردند.

در میان نتایج شگفت انگیز ، این مطالعه نشان داد که فاکتور رونویسی HIVEP2 که کمی مطالعه شده است ، تأثیر زیادی بر عملکرد سلول T نظارتی دارد.

در مطالعات پیگیری روی موش ها ، دانشمندان دریافتند که حذف ژن HIVEP2 باعث کاهش توانایی سلول های T نظارتی در مهار التهاب می شود.

سید راجو ، اولین نویسنده مقاله و زیست شناس سابق محاسبات UCSF که اکنون دانشجوی تحصیلات تکمیلی در انستیتوی Broad MIT و هاروارد است ، گفت: "این ضربه مهمی بود."

"این ژن قبلاً هرگز در زیست نظارتی سلولهای T نقش نداشته است."

این تیم همچنین می گوید که مطالعه آنها اثبات یک اصل است که ترکیب ویرایش ژن CRISPR و تجزیه و تحلیل سلولهای ویرایش شده به صورت جداگانه می تواند در مطالعه ژنتیک زیست شناسی انسان و بیماری های انسانی موثر باشد.

مارسون می گوید: "اکنون ، ما می توانیم از نظر تئوری هر سلول تخصصی را از بدن خارج کرده و ژنهای جداگانه را حذف کرده و عواقب سلولها را با جزئیات دقیق تر از گذشته بررسی کنیم."

"این واقعاً سلولهای انسانی حذف شده از بدن را به عنوان یک سیستم آزمایشی قابل تجمع باز می کند."

مقاله