特异性免疫细胞DNA甲基化标记的鉴定
(一)甲基化图谱，基于Illumina 450K阵列，由32个组织和分选细胞(柱)组成
对于每种免疫细胞类型，我们选择了在特定免疫细胞类型中低甲基化(黄色)和在其他组织和细胞中高甲基化(蓝色)的前10个CpG
这为七种不同的免疫细胞亚型——B细胞、CD8细胞毒性T细胞、CD3 T细胞、调节性T细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞和中性粒细胞——产生了70个细胞特异性CpG位点(行)
(二)17个基因座的甲基化模式，选自图A所示的70个基因座，基于在高达160 bp的扩增子内存在多个相邻的低甲基化CpG
使用来自19种不同组织和细胞类型(行)的基因组DNA评估每个甲基化标记(列)
所有17个标记在一次多重聚合酶链反应中扩增
灰色阴影代表来自指定细胞类型的DNA中来自指定标记的完全未甲基化分子的百分比
(三)评估检测灵敏度的加样实验
将人白细胞DNA与来自HEK-293细胞(人胚胎肾细胞)的DNA以指定的比例混合
彩色线条显示了混合物中指示的免疫细胞类型的推断DNA百分比，作为混合物中白细胞DNA百分比的函数
来自每种免疫细胞类型的DNA的百分比使用对中性粒细胞(中性粒细胞1、中性粒细胞2、中性粒细胞3)、单核细胞(单核细胞1、单核细胞2)、嗜酸性粒细胞(嗜酸性粒细胞2、嗜酸性粒细胞3)、B细胞(B细胞1、B细胞2、B细胞3)、CD3 T细胞(T细胞1、T细胞2)、CD8细胞毒性T细胞(CD8A、CD8B)和调节性T细胞(TREG1、TREG2)特异的标记来计算
信用:DOI: 10
7554/eLife
70520 免疫系统努力保持我们的健康，保护我们免受细菌、病毒、真菌、寄生虫和癌细胞的侵害
当免疫系统被削弱时，我们就有患病和危险感染的风险；当它们过度活跃时，我们就有患炎症和自身免疫疾病的风险
因此，准确监测免疫系统的活动对健康至关重要
目前，测试免疫系统健康状况的主要方法是血液测试，对体内的免疫(白细胞)细胞进行计数
如果这个数字高于正常水平，这可能意味着体内有感染，免疫系统正在抵抗
然而，这些血液测试往往无法捕捉到人体远端组织中的免疫系统活动，例如在骨髓、淋巴结和其他器官中发现的免疫系统活动
在这些情况下，患者必须采取侵入性措施进行随访，如活检和昂贵且潜在有害的成像方式，如正电子发射断层扫描和核磁共振成像
即便如此，这种先进的测试并不总能发现问题
现在，由耶路撒冷希伯来大学医学博士领导的一组科学家
D
胡的以色列-加拿大医学研究所(IMRIC)的学生Ilana Fox-Fisher和Yuval Dor教授开发了一种新的方法来监测那些远程组织和器官内的远程免疫过程
这项工作最近发表在《电子生活》杂志上，它基于两个基本的生物学原理
首先，垂死的细胞向血液中释放DNA片段
第二，每种细胞类型的DNA都包含一种独特的化学模式，叫做甲基化
基于这些原理，科学家可以识别循环的DNA片段来自哪个组织，并推断疾病状态
例如，如果患者正在与乳腺癌作斗争，源自乳腺细胞并带有乳腺细胞甲基化特征的DNA片段(在细胞死亡后沉积到血流中)会升高，心脏病发作时心脏DNA片段也是如此
多尔解释说:“这些甲基化标记使我们能够监测人类免疫细胞的动态，并提供标准血细胞计数中无法获得的重要信息。”
“这种新的工具可以阐明发生在组织深处的健康和病理免疫过程，这是目前无法获得的，”他补充说
作为他们工作的一部分，研究人员确定了免疫和炎症细胞类型中特定的DNA甲基化模式
这有助于他们检测那些免疫细胞死亡时沉积在血液中的DNA片段
福克斯-费希尔解释说:“一个关键的发现是，免疫衍生的DNA片段不是循环血细胞的简单反映，而是对体内发生的免疫过程的准确报告。”
“我们的研究表明，原则上，医生可以通过测量免疫战的伤亡人数，即患者血液中循环的免疫衍生DNA片段，来监测远程但关键的免疫过程
" 研究人员测试了他们的理论，并通过测试几种免疫系统被激活但标准血细胞计数正常的医学状况找到了概念证明
第一种是嗜酸性食管炎(EoE)，这是一种影响儿童和成人的慢性过敏性疾病，通常很难诊断
迄今为止，EoE诊断需要侵入性内窥镜活检，因为大多数患者的血细胞计数恢复正常
然而，进一步探索之后，Dor的团队发现，EoE患者的血液中含有异常高水平的嗜酸性粒细胞DNA片段(通过其独特的DNA甲基化模式进行鉴定)
福克斯-费希尔补充说:“我们新的非侵入性血液检测可以在帮助诊断和监测这种疾病方面发挥很大作用。”
研究小组在淋巴瘤上也发现了类似的成功，淋巴瘤是一种通常不会出现在血液测试中的癌症
然而，新的血液测试确实提取了免疫系统对抗淋巴瘤留下的DNA片段，不需要骨髓抽吸和进一步的成像
目前，福克斯-费希尔正在对接种过新冠肺炎疫苗的人进行一项研究，以了解产生抗体的B细胞在接种疫苗后释放的DNA水平是否增加
Fox-Fisher总结道:“我们希望这种新的血液检测能让临床医生更准确地了解患者的健康状况，而不是标准的血液计数，因为标准的血液计数往往不能说明全部情况，而且经常需要进行侵入性的后续检测和活检。”
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