T細(xì)胞受體是T細(xì)胞識別靶細(xì)胞表面特異性抗原的蛋白分子贼穆,由α鏈和β鏈(分別由TRA和TRB編碼)或者γ鏈和δ 鏈(分別由TRG和TRD編碼)構(gòu)成的異二聚體邑狸,主要是以α鏈和β鏈構(gòu)成的異二聚體為主。α鏈和β鏈由恒定區(qū)(C區(qū))赏参、可變區(qū)(V區(qū))、跨膜區(qū)及胞質(zhì)區(qū)等組成,V區(qū)是特異性識別抗原肽/組織相容性抗原復(fù)合物(MHC)的關(guān)鍵部位止吁。α鏈和β鏈的V區(qū)均含有3個高變區(qū),又稱互補(bǔ)決定區(qū)(CDR)燎悍,分別為CDR1,CDR2,CDR3敬惦,而β鏈還有CDR4,CDR3是負(fù)責(zé)識別processed antigen的主要CDR谈山。
TCR多樣性超級豐富俄删,可達(dá)10^15 - 10^18種,所以機(jī)體才有可能識別任何抗原。那么TCR多樣性的產(chǎn)生原因是什么呢畴椰?
TCR多樣性主要是V(D)J重組導(dǎo)致臊诊,這是一個隨機(jī)過程,而V,D,J基因本身又具有多樣性斜脂,不同的T細(xì)胞克隆經(jīng)基因重排抓艳、發(fā)生不同基因片段的連接,產(chǎn)生特定的(VDJ)基因和(VJ)基因帚戳,從而表達(dá)特異性TCR玷或,這是TCR多樣性產(chǎn)生的主要機(jī)制。
TCRα鏈通過VJ重組產(chǎn)生片任,而β鏈通過VDJ重組產(chǎn)生偏友;同樣地,TCRγ鏈的產(chǎn)生涉及VJ重組对供,而TCRδ鏈通過VDJ重組產(chǎn)生位他。
正常個體在沒有抗原刺激的情況下,TCR基因重排是隨機(jī)的产场,T細(xì)胞呈多家族鹅髓、多克隆性特點(diǎn)。接受不同抗原刺激后涝动,TCR V區(qū)基因可對抗原產(chǎn)生特異性識別迈勋,并使帶有這類基因的 T細(xì)胞得到優(yōu)勢擴(kuò)增。
TCR測序方法:
一醋粟、以DNA為起始材料靡菇,采用多重PCR方法擴(kuò)增TCRβ CDR3片段:
二、以RNA為起始材料米愿,采用5’RACE方法擴(kuò)增全長TCR序列:
分析軟件:mixcr
這是一款非常好用的TCR測序分析軟件厦凤,適用于多種實(shí)驗(yàn)方法,包括多重PCR育苟,5’RACE以及RNAseq和WES數(shù)據(jù)较鼓,用法也非常簡單。
對于多重PCR方法违柏,該軟件分析命令如下:
mixcr analyze amplicon --species hs \
--starting-material dna \
--5-end v-primers \
--3-end j-primers \
--adapters adapters-present \
input_R1.fastq input_R2.fastq analysis
對于5’RACE方法博烂,該軟件分析命令如下:
mixcr analyze amplicon --species hs \
--starting-material rna \
--5-end v-primers \
--3-end j-primers \
--adapters adapters-present \
input_R1.fastq input_R2.fastq analysis
TCR測序主要應(yīng)用于:
(1)V、D漱竖、J基因片段使用頻率禽篱,CDR3 長度,插入及缺失堿基比例馍惹、CDR3氨基酸使用模式躺率,不同抗原受體序列豐度及文庫的多樣性玛界、克隆性;
(2)檢測并了解克隆性增生或抗原特異性的T細(xì)胞的特征悼吱;
(3)追蹤不同時間點(diǎn)疾病相關(guān)T細(xì)胞克隆變化慎框;
(4)通過TCR氨基酸序列研究不同個體間的共有免疫細(xì)胞克隆。
相關(guān)概念:
有效TCRβ序列:
CDR3核苷酸序列及CDR3氨基酸序列:
相同TCRβ鏈CDR3序列稱為一種克隆型:每種克隆型的序列數(shù)及頻率:
多樣性:VJ組合后添、VDJ組合笨枯、CDR3核苷酸克隆型數(shù)量、CDR3氨基酸克隆型數(shù)量:
TCR多樣性比較指標(biāo):香農(nóng)熵吕朵,數(shù)值越接近 0 表明免疫多樣性越差猎醇,而越接近 1 表明免疫多樣性越好窥突。
高克隆序列(Highly enpended clone努溃, HEC),高克隆序列是指表達(dá)量超過了總的 CDR3 序列的 0.5%的 CDR3 序列阻问。
CDR3 氨基酸長度正態(tài)擬合:正常機(jī)體中梧税, CDR3 氨基酸的長度呈正態(tài)分布, 然而在患有疾病的患者中称近, 其中一些特定的 CDR3 氨基酸序列會出現(xiàn)大量的表達(dá)第队,使 CDR3 氨基酸長度出現(xiàn)明顯的差異。
基因使用頻率分布:
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