弗朗西斯克里克研究所的科學(xué)家們開發(fā)了一個綜合的十種疾病模型小鼠基因活動數(shù)據(jù)庫，這些模型可以顯著減少*的動物使用，該研究所提供了對不同病原體的免疫反應(yīng)的全貌。
這些數(shù)據(jù)發(fā)表于Nature Communications，可通過在線應(yīng)用程序獲得，顯示每種小鼠基因(超過45,000種基因)在十種不同疾病的小鼠血液中的活性。對于涉及肺的六種疾病，還檢查了來自肺的樣品。
以前，研究人員必須創(chuàng)建，感染，剔除，從小鼠中獲取樣本并提取和測序RNA以研究他們感興趣的基因。使用實驗室為本研究創(chuàng)建的新應(yīng)用程序，研究人員將能夠檢查在不需要自己的小鼠的情況下，任何基因在一系列疾病中的活性。這可以防止數(shù)千只小鼠被用于個體實驗。
由Crick集團領(lǐng)dao人Anne O'Garra*并由Christine Graham協(xié)調(diào)的研究團隊與來自Crick，UK和USA的許多合作者一起工作。他們使用新一代測序技術(shù)'RNA-seq'來測量不同疾病的基因活性。由于基因需要將其DNA轉(zhuǎn)錄為RNA才能發(fā)揮作用，因此分析RNA可以揭示每種基因的活性 - 在這種情況下是在感染或過敏原激發(fā)后。
基因活動可以向我們展示身體如何對感染和過敏原做出反應(yīng)。任何免疫反應(yīng)都涉及數(shù)千種基因，因此我們實驗室的生物信息學(xué)博士后Akul Singhania使用*的生物信息學(xué)方法將基因聚類成模塊。這些模塊代表共同調(diào)節(jié)的基因簇，并且通常可以注釋以確定它們的功能和已知的生理作用。例如，在38個肺模塊中，存在與過敏相關(guān)的模塊，并且僅在過敏模型中看到，包含超過100個基因和與包含超過200個基因的T細胞相關(guān)的另一個模塊。
通過對肺組織和血液進行測序，我們還可以看到血液中的免疫反應(yīng)如何反映肺部的局部反應(yīng)，反之亦然。這將有助于我們了解我們可以從血液中的遺傳特征中學(xué)到什么，因為對于大多數(shù)疾病，醫(yī)生無法從患者身上獲得肺部樣本。“
克里克集團領(lǐng)dao人安妮奧加拉
一大堆病原體
使用新的應(yīng)用程序，世界各地的研究人員可以查找感染了一系列病原體的小鼠的肺和血液中的基因活性：寄生蟲弓形蟲，流感病毒和呼吸道合胞病毒(RSV)，細菌伯克霍爾德氏菌(Burkholderia pseudomallei)，真菌白色念珠菌，或過敏原，屋塵螨。他們還可以看到李斯特菌，小鼠巨細胞病毒，瘧疾寄生蟲Plasmodium chabaudi chabaudi或慢性伯克霍爾德氏菌感染的小鼠血液中的基因活性。
在該研究中，研究小組分析了與這些疾病相關(guān)的遺傳特征，以幫助了解免疫反應(yīng)。他們在肺部發(fā)現(xiàn)了廣泛的免疫反應(yīng)，其中離散模塊由與I型或II型干擾素，IL-17或過敏型反應(yīng)相關(guān)的基因主導(dǎo)。已知I型干擾素響應(yīng)病毒而釋放，而II型干擾素(IFN-γ)激活吞噬細胞以殺死細胞內(nèi)病原體，IL-17吸引中性粒細胞引起早期炎癥免疫應(yīng)答。有趣的是，干擾素基因特征在血液模塊中與肺相似，但IL-17和過敏反應(yīng)則不然。
