近日，Trends in Immunology在线发表了法国巴斯德研究所Sarah Hélène Merkling 为通讯作者的题为“Taking Insect Immunity to the Single-Cell Level ”的综述文章。
目前人们对昆虫免疫的认识主要包括病原感染的分子机制和系统反应。从早期开始，病原体识别的关键分子机制已经被阐明，并且在组织水平上的免疫反应的协调性已经基本被描述出来了。然而，参与免疫反应的器官和特定细胞群仍然难以捉摸。在本研究中，作者强调有必要在器官和细胞群水平上更好地了解昆虫的免疫反应。它不仅将提高我们对跨物种组织或细胞特异性免疫过程的理解，而且还将为宿主内感染动力学的空间建模铺平道路。
单细胞技术包括在单细胞水平上研究基因组学、表观基因组学、蛋白质组学和代谢组学的大量方法。本研究中，作者主要关注单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞转录组学。从历史上看，由于许多技术原因，转录组学研究通常是对来自多个个体、多个组织或个体和组织池的大量细胞进行的；它们被称为散装RNA序列。因此，包括个体、组织和细胞差异在内的多个水平的生物变异可以“隐藏”在一个转录组数据集中（图1）。单细胞测序，实际上适用于任何组织或器官，还可以基于与现有免疫细胞的转录相似性来在昆虫中发现新的免疫细胞类型，而这些免疫细胞类型目前还无法用传统方法获得。 昆虫单细胞测序的主要挑战是细胞的制备和数据分析。单细胞测序数据集比经典的RNA序列数据集更为复杂和多维。例如，当伊蚊叮咬感染虫媒病毒（如寨卡病毒）的人时，含有该病毒的血液首先被蚊子中肠吸收。病毒最初在中肠细胞中复制，然后在蚊子体内传播。最终，病毒到达唾液腺，并通过新的咬口再次传播。病毒在蚊子体内的确切传播过程仍然很难以捉摸。病毒是如何在血淋巴中传播的？是由血细胞携带，还是自由循环？病毒在哪些器官复制，何时复制？中肠、脂肪体和唾液腺中是否触发了类似的免疫途径？我们能根据宿主的免疫反应和病毒在某些器官的水平来预测某种病毒的传播潜力吗？作者认为这些基本问题至少部分可以通过使用单细胞技术和感染动力学模型来解决。
