T细胞抗原受体(T cell antigen receptor,TCR)是T细胞的特征性标志,它们在免疫系统中扮演着至关重要的角色。每个T细胞通常只表达一种特定的TCR,这种TCR的结构和序列是独特的,可以识别不同的抗原,包括细菌、病毒、肿瘤细胞和其他病原体。一旦TCR与抗原结合,T细胞就会启动免疫应答,产生细胞毒性效应、分泌细胞因子和协调其他免疫细胞的活动。
人体内有数以百万计的不同T细胞,每个T细胞都具有不同的TCR。T细胞抗原受体的多样性主要来自于其基因的多样性。在人类基因组中,有两个主要的TCR基因家族:α链和β链。这两个基因家族中的基因存在大量的不同组合和变异,导致T细胞抗原受体的多样性。近年来,T细胞抗原受体测序技术的发展为我们深入了解T细胞的功能和多样性提供了重要工具。
T细胞抗原受体测序技术
1、高通量测序(HTS)技术
高通量测序(HTS)技术可以同时对成千上万个T细胞受体的基因序列进行分析。这项技术通过测定TCRβ链或α链基因重排区域的序列,来鉴定T细胞的多样性和特异性
。
1)样本准备:从血液、组织或其他免疫细胞富集的样本中提取总RNA或DNA。
2)扩增:使用特异性引物针对TCR基因的多个区域进行PCR扩增,以增加检测的灵敏度和特异性。
3)高通量测序:将扩增的产品进行库构建,然后在高通量测序平台上进行测序。
4)数据分析:通过专门的生物信息学工具对测序数据进行处理和分析,以识别不同的TCR变异体。
2、质谱技术
质谱技术直接测量T细胞受体蛋白质的质量和结构,以识别不同T细胞克隆之间的差异。通过分析TCR蛋白的特定裂解片段,这项技术可以鉴定TCR的种类,从而揭示T细胞的多样性和特异性。
1)样本准备:从血液、组织或免疫细胞富集的样本中分离出T细胞。需要保证样品中含有足够数量的T细胞以进行后续分析。
2)蛋白质提取与纯化:使用不同的蛋白质提取方法从T细胞中提取全蛋白,并通过蛋白纯化技术去除复杂样品中的非目标蛋白。
3)蛋白质消化:将提取的蛋白质样品进行酶切处理,通常使用胰蛋白酶,将TCR蛋白质切割成较小的肽段以便于质谱分析。
4)质谱分析:利用质谱仪对处理过的样品进行分析,通过测量肽段的质荷比(m/z)和碎片图谱,来鉴定TCR的特异性序列。
5)数据分析:应用专门的生物信息学工具和算法对质谱数据进行处理和分析,以识别和量化样本中存在的不同TCR变异体。

图1
T细胞抗原受体测序技术的发展为我们提供了深入了解免疫系统的机会。通过研究T细胞抗原受体的多样性和功能,我们可以更好地理解免疫应答、疾病发病机制以及免疫疗法的开发。这一领域的不断发展将有助于提高免疫系统的理解,并有望为各种免疫相关疾病的治疗带来突破性的进展。
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