巨噬細胞 - 既能對抗感染又能修復其造成的損害的免疫細胞 - 通常分為兩類：增加炎癥(稱為“M1”)以進行攻擊，以及減少炎癥以開始愈合過程(“M2”) )。

生物醫(yī)學工程和分子、細胞和發(fā)育生物學副教授 Kathryn Miller-Jensen 實驗室的研究人員使用單細胞 RNA 測序來更深入地了解個體巨噬細胞對不同刺激的反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)，雖然這些細胞往往是多任務(wù)處理者，但有些細胞比其他細胞更傾向于對某些線索做出反應(yīng)。結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上。

M1-M2 范式幫助科學家了解先天免疫反應(yīng)。不過，研究人員長期以來一直懷疑，體內(nèi)巨噬細胞的靈活性比這種兩類系統(tǒng)所暗示的要大——也就是說，根據(jù)情況，一個細胞既可以是攻擊者，也可以是治療者。但是，當在受控環(huán)境(例如組織培養(yǎng)皿)中同時面對 M1 和 M2 線索時，個體巨噬細胞會做什么?

“沒有人看過這個，我們決定用單細胞測序來嘗試它，”米勒-詹森說。通過這樣做，Miller-Jensen 實驗室能夠更詳細地了解巨噬細胞在受到炎癥和消退刺激時的反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)了很大的變異性，包括對某些關(guān)鍵功能(如分泌)似乎只對一種或另一種提示作出反應(yīng)的細胞子集。

“刺激是環(huán)境線索，但我們認為細胞內(nèi)的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)可能存在一些變異性，這使得它們中的一些人在任何給定時間對一種線索的反應(yīng)比另一種更強烈，”米勒-詹森說.

這是朝著更好地了解不同類型的巨噬細胞邁出的重要一步。

“它可以幫助我們確定巨噬細胞是如何在腫瘤、不愈合傷口和其他疾病環(huán)境中以這些不同狀態(tài)存在的，”她說。“如果我們對存在哪些子集有更深入的了解，我們可能會更好地弄清楚如何針對它們或?qū)ζ溥M行監(jiān)管。”

研究人員指出，對相反線索的不同反應(yīng)可能使巨噬細胞更容易適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，并迅速從攻擊模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｗ⒂诮M織修復。

“它們可能需要同時對很多線索做出反應(yīng)，因此一些巨噬細胞可能會準備好做出反應(yīng)并成為攻擊者，”她說。“因此，當他們同時看到這兩種線索時，重要的是至少讓其中一些細胞分泌需要分泌的東西——但也許不是所有這些細胞，因為有些細胞可能需要做其他事情。”

Miller-Jensen 還指出，單細胞 RNA 測序技術(shù)和單細胞分泌裝置——由范榮教授發(fā)明，也在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域——在進行開創(chuàng)性觀察方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。