近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所李運(yùn)東博士等人成功完成斑節(jié)對(duì)蝦單細(xì)胞測(cè)序，構(gòu)建了首個(gè)斑節(jié)對(duì)蝦單細(xì)胞基因圖譜，為對(duì)蝦抗逆機(jī)制的遺傳解析提供了重要理論依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Frontiers in Immunology（《免疫學(xué)前沿》）上（Li Yundong, Zhou Falin, Yang Qibin, Jiang Song, Huang Jianhua, Yang Lishi, Ma Zhenhua and Jiang Shigui., Single-Cell Sequencing Reveals Types of Hepatopancreatic Cells and Haemocytes in Black Tiger Shrimp （Penaeus monodon） and Their Molecular Responses to Ammonia Stress. Front. Immunol. （2022） 13:883043.）。
基于細(xì)胞多樣化功能主要由基因驅(qū)動(dòng)的生物學(xué)特征，南海所斑節(jié)對(duì)蝦創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)率先開展了對(duì)蝦的單細(xì)胞解離和基因測(cè)序工作。通過不斷的摸索和實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化，該團(tuán)隊(duì)成功突破了對(duì)蝦組織解離和單細(xì)胞懸液制備技術(shù)，單細(xì)胞標(biāo)記成活率達(dá)85%以上，捕獲了12712個(gè)血細(xì)胞和21226個(gè)肝胰腺細(xì)胞，測(cè)得450 Gb基因表達(dá)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了微流控技術(shù)在蝦單細(xì)胞測(cè)序中的應(yīng)用，首次構(gòu)建了對(duì)蝦肝胰腺和血淋巴的單細(xì)胞基因圖譜，解析了不同細(xì)胞類型對(duì)氨脅迫響應(yīng)的分子機(jī)制。
基于基因標(biāo)記將細(xì)胞成功分為7種細(xì)胞類群，細(xì)胞發(fā)育軌跡預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，Hem4和Hem5細(xì)胞群位于發(fā)育末端，是血細(xì)胞中較為成熟的免疫細(xì)胞類型，而且Hem4是體液免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞群，能夠分泌抗菌肽，激活proPO系統(tǒng)。肝胰腺細(xì)胞存在3種潛在發(fā)育路徑，Hep1是合成多種消化酶和凝集素的重要細(xì)胞群。鑒定發(fā)現(xiàn)AMPs、proPO和GST等基因不僅可以作為鑒定蝦細(xì)胞群的標(biāo)記基因，而且在細(xì)胞分化和功能可塑性中發(fā)揮著重要作用。該研究首次成功將10×genomics系統(tǒng)應(yīng)用于無脊椎動(dòng)物甲殼類研究，構(gòu)建了氨脅迫下肝胰腺和血淋巴的單細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄圖譜，描繪了蝦先天免疫系統(tǒng)對(duì)應(yīng)激響應(yīng)的細(xì)胞機(jī)理，為對(duì)蝦抗逆機(jī)制的遺傳解析提供了重要理論依據(jù)。
南海所上述研究工作得到南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）、海南省崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室等的幫助，以及國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“藍(lán)色糧倉科技創(chuàng)新”專項(xiàng)項(xiàng)目、斑節(jié)對(duì)蝦創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、廣東省青年基金、海南省青年基金等的支持。
全文鏈接：https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.883043
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