3月21日是联合国大会在2011年12月宣布的世界唐氏综合征日（WDSD）。世界唐氏综合征日的日期是三月的第21天，这是为了表示导致唐氏综合征（简称DS，也称为21三体综合征或T21）的第21条染色体的三倍体（三体）的独特性而选择。患有DS的人比一般人更容易受到感染。他们对疫苗反应的滴度也减弱，并有几种自身免疫性疾病的倾向，特别是甲状腺功能减退症、乳糜泻、1型糖尿病和斑秃症。
在这重要的日子的来临之际，来自美国纽约西奈山伊坎医学院的Louise Malle和他的团队于2月22日在全世界最权威及最有名望的学术期刊之一《Nature》上发表了他们的重大发现--多达22种细胞因子的升高以及T细胞过度活化可能是唐氏综合症临床表型的基础1。作者对没有任何感染迹象的21位DS患者的血浆进行了细胞因子阵列检测，发现三分之一的人有广泛的可溶性免疫功能失调（图1）。在测定的29种标记物中，有22种细胞因子上升了2,000倍。21人中有9人的细胞因子（包括IL-13、IL-4、TNFβ、IL-6和IL-1α）与健康对照组相比明显升高。除此之外，作者也发现DS患者的T细胞，尤其是CD4+T细胞同时偏向于活化记忆表型（图2）。作者从而得出结论，高细胞因子浓度以及活化的CD4+T细胞导致滤泡外B细胞分化，因而破坏DS患者的免疫耐受性（图3）。
图1
图2
图3
从多功能单细胞了解DS发病机制
这篇文献的结论让我们开始思考研究人员是否也应该从单细胞层面了解多重功能（分泌两种或以上的细胞因子）的T细胞在破坏DS免疫受耐性的发病机制呢？
其实早在2019年，来自科罗拉多大学安舒茨医学分校的Paula Araya和他的团队也发现DS可导致T细胞，尤其是CD8+T细胞向高激活状态分化2。他们分析了利用PMA/Iono刺激的CD8+T细胞，发现DS患者（图4标为T21）的细胞中的颗粒酶B（GZMB）、IFN-γ和TNF-α这3种效应因子与健康对照组（D21）相比，明显升高了。作者还发现同时产生上述两种效应物，即GZMB/IFN-γ或IFN-γ/TNF-α的CD8+T细胞的频率增加。这说明了DS患者的T细胞多功能性。
图4
由此可见，深入了解DS的多功能T细胞能帮助了解病发机制，进而揭示治疗机会，以调节T细胞功能和改善DS患者的健康结果。
IsoPlexis的功能蛋白质组分析技术，能在单细胞层面分析30+种细胞因子
新的分析方法推动了科学研究的进步，提供了新的见解，同时扩大了包括有关自体免疫、神经炎症等的未来研究问题和范围。在过去的十年里，单细胞分析技术多次被《Nature Methods》评为年度最佳方法。单细胞功能分析已经成为一种重要的工具，用于帮助更好地了解疗法的发展和复杂疾病的机制，而IsoPlexis一直处于这些发展的前沿，使研究人员能够发现新的单细胞数据层，并将其转化为可操作的见解。
流式细胞仪单细胞技术告诉我们各种免疫细胞亚群以及限制在3-4种的胞内细胞因子，而RNA-Seq告诉我们各个单细胞可能做什么。可是这并不足够让我们了解涉及多达22种细胞因子的唐氏综合症。庆幸的是IsoPlexis的技术可以对大量单细胞同时进行超过30种细胞因子的多重检测，告诉我们各个单细胞在功能上做什么，哪些是最活跃的。这就是IsoPlexis如何了解各种发病机制与预测对疗法的一些免疫反应。
利用IsoCode单细胞芯片做功能性表型分析
IsoPlexis独特的蛋白质组学条形码增加了其他技术无法提供的功能数据层，从活跃的或初始的细胞，对大量单细胞同时进行超过30种细胞因子的多重检测。这使研究人员能够加快发现真正的功能相关的蛋白，并与体内生物学有意义的关联。
IsoPlexis分析平台——全自动单细胞功能生物标志物分析
IsoPlexis全自动单细胞功能蛋白质组学分析系统，其自动化的端到端工作流易于合并到现有工作流中。
截至目前，IsoPlexis的用户已发表了超过100份文献。这些发现在各种疾病中都证实了，IsoPlexis技术有助于了解疾病病因和进展及改善目前的治疗方法。
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参考文献
1. Malle, L., Patel, R.S., Martin-Fernandez, M. et al. Autoimmunity in Down’s syndrome via cytokines, CD4 T cells and CD11c+ B cells. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05736-y
2. Araya, Paula et al. “Trisomy 21 dysregulates T cell lineages toward an autoimmunity-prone state associated with interferon hyperactivity.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 116,48(2019):24231-24241. doi:10.1073/pnas.1908129116