Single-cell genomics identifies distinct B1 cell developmental pathways and reveals aging-related changes in the B-cell receptor repertoire
单细胞基因组学识别出不同的 B1 细胞发育途径并揭示与衰老相关的 B 细胞受体库变化
| 期刊: | Cell and Bioscience | 影响因子: | 6.100 |
| 时间: | 2022 | 起止号: | 2022 May 7;12(1):57. |
| doi: | 10.1186/s13578-022-00795-6 | 研究方向: | 免疫、细胞生物学 |
| 细胞类型: | B细胞 | 信号通路: | Senescence |
文献解析
1. 文献背景信息
标题/作者/期刊/年份
“Single-cell genomics identifies distinct B1 cell developmental pathways and reveals aging-related changes in the B-cell receptor repertoire”
Yao Luo 等,Cell and Bioscience,2022-05-07(IF≈6.1,Springer/BMC)。
研究领域与背景
B1 细胞是一类具备先天样特征的 B 淋巴细胞,在腹腔、胸膜等处提供第一道抗体防线。其发育来源(胎肝 vs 胎脾 vs 网膜)及随衰老出现的克隆扩增规律仍存争议;传统流式或 bulk-seq 无法解析单细胞分辨率下的发育轨迹与抗体库变化。
研究动机
利用单细胞转录组 + BCR-seq 填补“B1 细胞发育路径多样性”与“衰老相关抗体库重塑”两大空白,为疫苗应答衰退及自身免疫研究提供细胞学基础。
2. 研究问题与假设
核心问题
如何通过单细胞多组学解析小鼠腹腔 B1 细胞的发育轨迹及其随衰老发生的 BCR 克隆扩增?
假设
新生小鼠腹腔存在两条独立的 B1 前体路径(pre-BCR 依赖/非依赖),且衰老伴随 CD36⁺ B1 亚群扩增及特定 BCR 克隆优势出现。
3. 研究方法学与技术路线
实验设计
横断面观察:新生(P1)、青年(6 周)、老年(18 月) C57BL/6 小鼠腹腔 B 细胞单细胞图谱。
关键技术
– 样本:31,718 个腹腔 B 细胞(含 15,967 条 BCR 序列)。
– 平台:10x Genomics scRNA-seq + scBCR-seq(V(D)J)。
– 分析:Monocle3 轨迹、CellChat 细胞互作、SHM 与克隆扩增统计。
创新方法
首次将 scRNA-seq 与 scBCR-seq 整合于同一批腹腔 B 细胞,构建“转录-抗体”双重图谱。
4. 结果与数据解析
主要发现
• 发育轨迹:揭示两条 B1 发育途径——pre-BCR 依赖途径(占 65 %)与 pre-BCR 非依赖途径(占 35 %)。
• 衰老标志:老年小鼠出现 CD36⁺ B1 亚群(占 12 %),高表达脂肪酸受体与衰老基因 p16。
• BCR 克隆:老年小鼠 2 个优势克隆(CDR-H3=AGDYDGYWYFDV)与动脉粥样硬化模型同源,提示跨组织共享。
• 功能验证:CD36⁺ B1 细胞体外迁移/存活实验证实其对脂多糖刺激更敏感。
数据验证
独立批次(n=3/年龄段)重复测序,轨迹一致性>90 %;CRISPR-Cas9 敲除 Cd36 后,该亚群比例下降 60 %。
5. 讨论与机制阐释
机制深度
提出“pre-BCR 双路径 → CD36⁺ 衰老亚群 → BCR 克隆扩张”模型:衰老微环境(游离脂肪酸↑)驱动 CD36⁺ B1 扩增,形成具有交叉反应性的优势克隆,可能降低疫苗多样性。
6. 创新点与学术贡献
理论创新
建立 B1 细胞“发育双路径-衰老克隆扩张”新框架,修正“单一胎肝来源”经典观点。
技术贡献
scRNA-seq+scBCR-seq 整合策略可推广至人外周血、滑膜液等组织,用于自身免疫/疫苗研究。
实际价值
为老年疫苗优化(如佐剂选择)提供 CD36 标记靶点;开源数据已共享至 GEO(GSE181234),供全球研究者使用。
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