颠覆认知:CD4在单核细胞(Monocyte)中高表达?

    概述:淋巴细胞是人体血液中的主要免疫细胞,主要包括T淋巴细胞和B淋巴细胞。T淋巴细胞又根据其表面表达的标志物抗原不同,分为CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞。CD4+主要由辅助T(Th)细胞表达,是Th细胞TCR识别抗原的受体,与MHCⅡ类分子的非多肽区结合,参与Th细胞TCR识别抗原过程;它的主要功能是辅助CD8细胞消灭人体内被病毒、细菌等微生物感染的异常细胞,保护机体,避免感染扩散。

    CD4细胞也可以辅助B淋巴细胞参与体液免疫。CD4+T细胞的主要marker是CD4,CD4+T细胞的名字也由此而来。长期以来,大家通过CD4加上CD3来富集、筛选CD4+T细胞,所以潜意识认为CD4只在CD4+T细胞中表达。很多同学不知道CD4基因在Monocyte里面也表达(图1)。

图1:CD4基因表达umap图

 

而且CD4在Monocyte里的表达水平甚至高于它在CD4+T细胞中的表达水平(图2)。

图2:CD4基因表达小提琴图

 

      以前用CD4作为筛选CD4+T细胞的方法是否错了呢?经常做CD4+T细胞富集的同学已经有答案了:“没有错”。因为筛选时会同时结合CD3,而Monocyte 并不表达CD3(包括CD3D, CD3E,CD3G)基因(图3)。

图3:CD3基因表达热图

 

另外,还有一个大家可能想不到的原因:CD4虽然在Monocyte中的RNA表达水平高,但是蛋白水平表达值很低(图4)。这下同学们彻底放心了吧,经典筛选CD4+T细胞的方法还是可靠的。

图4:CD4蛋白表达受mRNA转录后调控(BD Biosciences)

 

    讨论: 单细胞数据量大,内含信息丰富。而且由于单细胞提供的是一个新维度的信息,常常可以揭示我们通过传统方法看不到的新现象。在这篇短文里,我们就通过简单的分析,在单细胞数据中发现一个有趣的现象:CD4基因在Monocyte中高表达,而且表达量还可能比在CD4+T细胞还高。

    基于BD Biosciences的单细胞转录组和表面蛋白同时检测的数据,我们可以看到Monocyte虽然在mRNA水平高表达CD4,但是在蛋白水平基本不表达CD4。这揭示了转录后调控研究的重要性。

    本文提示我们对于已发表单细胞转录组数据依然可以通过简单的线上分析工具进一步深入挖掘或整合分析,即可以验证已有的研究结果也可以发现一些潜在的非常有价值的信息,进而添加一些细胞或动物学实验验证的结果,丰富研究内容和完善研究体系,发表更高水平更有创新性的学术成果。

    本次发现利用了新抗元·探索单细胞转录组线上分析平台(网址:http://ts.xkybio.com/网站有更为详细的教程,欢迎大家试用)。数据来源是10x Genomics官网的开放数据(三个正常人PBMC单细胞转录组测序)。具体的分析操作流程如下:

 

图5:关注marker基因筛选操作流程

 

图6:关注marker基因分析操作流程

 

 

图7:关注marker基因分析结果查看或再次分析流程

 

我们将在本公众号持续发表我们利用公开单细胞数据发现的其它有趣现象和大家共享,敬请期待。

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