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相同,还是不同,这是一个问题—关于免疫多肽的7个基本问题(下)

来源:百小蓁发布时间:2023-03-02浏览量:31

上期回顾


在上篇文章中我们对前三个常见问题进行了整理

1、免疫多肽的不同分型在人体不同组织的表达概率相同吗?

2、人类和小鼠的免疫多肽的异质性,是否一致?

3、哪些免疫多肽是组织共享/组织特异性的?

本次我们将对剩余四个问题进行解读。



在该论文中,科学家们通过整合蛋白质组学,转录组学数据(图1),对于人类和小鼠的免疫多肽(来源于不同器官)进行了系统的分析,并提出了7个对MHC免疫多肽常见的问题。下面我们一起来继续解读吧!

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图1 多组学数据整合分析流程



Q4. 组织共享/特异的免疫多肽有什么特点?

在区分出组织共享和组织特异的免疫多肽之后,作者进一步对这两类多肽的性质进行了分析。首先作者比较了小鼠免疫多肽的共享性(在N个组织中的表达),丰度(质谱检测)和结合能力(NetMHCpan预测值)之间的关系(图9)。通过观察,作者指出,随着免疫多肽在更多的组织中表达,其多肽丰度/结合能力也随之增加。随后在人类免疫多肽中,也观察到了类似的现象。从而指出,免疫多肽的丰度/结合能力或许是组织共享/组织特异性多肽形成的一个基本因素。

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图9 小鼠免疫多肽的组织特异性,丰度和结合能力

Q5 组织特异性的免疫多肽的根源?

有科研人员指出,组织特异性的来源蛋白质(source protein)的表达形成了组织特异性的免疫多肽(2)。也有研究指出,基因组/转录组水平的调控也参与了组织特异性免疫多肽的形成(3)。然而,不同器官水平上的基因表达,能否最终展现(shape)免疫多肽,一直没有结论。
为此,作者将小鼠不同器官的免疫多肽与其源基因(source gene)进行了关联,随后又加入了转绿组表达数据(图10)。通过比较,作者指出,编码免疫多肽和组织特异多肽的基因,其表达水平比表达非免疫多肽的基因更高。

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图10 不同组织的免疫多肽的来源mRNA

随后,作者又检查了转录组水平的数据,得到了类似的结论。据此,作者指出,组织特异性的免疫多肽,其源基因在同样的组织中也具有高表达水平。


Q6. 组织共享的免疫多肽有何特点?

随后,科研人员继续分析“组织共享”的免疫多肽。首先,作者假设组织共享的免疫多肽,来源于在整体水平(各个组织)上高度转录的源基因。

为了证实该假设,作者首先挑选了在各个组织中均高度表达的免疫多肽,作为管家免疫多肽(housekeeping MHC-I peptides),随后又挑选了组织特异性免疫多肽,通过比较其转录组表达水平(图11 A,B)指出管家免疫多肽,其转录表达水平相对更高。

随后通过比较通过wilknow rank分析(图11 C,D),作者比较了科研人员们指出,“组织共享”的免疫多肽,在进化上具有保守性,通常来源于实现细胞功能的“管家基因”。

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图11 免疫多肽的基因表达分析及保守性分析


Q7.如何发现抗原处理和呈递系统网络中的新节点(蛋白质)

最后,作者展示了如何整合多组学数据来挖掘抗体处理和呈递系统网络(图12)。首先通过定量蛋白质组学/转绿组学数据,寻找出高度表达的免疫多肽所对应的源蛋白质(同样高度表达),随后,通过GO富集分析这些蛋白质,寻找出潜在的抗原处理和呈递系统中的新蛋白质,例如carboxypeptideses (CPE)等。

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图12 蛋白质丰度和免疫多肽丰度相关性分析用于挖据抗原处理和呈递网络

最后,作者分析了本次分析的不足之处,针对基于质谱方法的研究流程,作者指出现有方法存在着灵敏度不足,倾向于“非突变”区域等问题。



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参考文献:

1. Kubiniok P, Marcu A, Bichmann L, et al. Understanding the constitutive presentation of MHC class I immunopeptidomes in primary tissues. iScience. 2022;25(2):103768. Published 2022 Jan 18. doi:10.1016/j.isci.2022.103768

2. Schuster, Heiko et al. “A tissue-based draft map of the murine MHC class I immunopeptidome.” Scientific data vol. 5 180157. 7 Aug. 2018, doi:10.1038/sdata.2018.157

3. Marcu, Ana et al. “HLA Ligand Atlas: a benign reference of HLA-presented peptides to improve T-cell-based cancer immunotherapy.” Journal for immunotherapy of cancer vol. 9,4 (2021): e002071. doi:10.1136/jitc-2020-002071



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