Roche 454 高通量测序TCR&BCR CDR3受体库实验技术和数据分析平台的建立及在SLE中的初步应用研究

TCR&BCR CDR3受体库的解析一直是研究T&B细胞生理/病理的基础和核心内容之一，09年前Immunoscope等技术分析CDR3受体库被广泛应用，但获得的数据量有限和易出现偏差。现高通量测序使得分析每个样本中总CDR3基因组成和分子特征成为可能! 本项目在前期CDR3谱系研究基础上, 拟率先建立Roche454 GS FLX高通量测序人与小鼠TCR&BCR CDR3受体库完整的实验技术和数据分析平台，并对正常人、Balb/c和SLE模型小鼠（中枢和外周）、SLE患者中的CD4+CD25+Treg、非CD4+CD25+总T细胞TCR beta链和B细胞Ig G、Ig M 重链的CDR3受体库进行全面、动态测序，对比分析各样本CDR3受体库组成和特征。为T&B细胞CDR3受体库的基础和应用研究提供强有力的新技术平台；为SLE的免疫发病机制和个体化诊治提供共享数据及新的思路和手段。

本研究按国家自然科学地区基金计划书(47万元)执行。.项目背景：TCR&BCR CDR3受体库的解析是研究T&B细胞生理和病理的基础与核心， 2009年前，主要采用“免疫指纹技术”等来监测CDR3谱系的偏向、CDR3区共同“motif” 、public和private CDR3区组成、结合PCR产物的测序分析CDR3区的基因和氨基酸特征。免疫指纹和克隆测序获得的数据量有限并易出现偏差，随着高通量测序技术（HTS）的发展和研究成本的大幅度降低，使得从每个样本中测序T&B 细胞所有CDR3基因成为可能。.主要研究内容：本项目在前期研究基础上(申请者自2003年开始研究TCR CDR3谱系)，拟在实验室率先建立Roche 454 GS FLX和illumina 的HTS健康志愿者和正常小鼠T细胞TCR beta链和B细胞BCR 重链的CDR3受体库的技术和数据分析平台，并拟初步在SLE模型小鼠SLE患者中的T&B细胞CDR3受体库进行动态监测，为T&B细胞CDR3受体库的生理、病理状态下应答机制和特征等研究提供强有力的新技术平台，为SLE的免疫发病机制和个体化诊治提供共享数据库及新的思路和手段。.重要结果、关键数据及其科学意义：.1 项目已完成人和小鼠T&B 细胞CDR3受体库的样本制备、建库、HTS测序、生物信息学分析流程等平台的建立，并获得正常生理情况下人和小鼠T&B 细胞CDR3受体库基础数据（每个样本获得100-1000万条CDR3序列）。为研究T&B发育成熟过程中TCR/BCR 重排机制以及假基因、功能性基因、ORF等的表达功能研究提供详细的基因序列特征依据，为研究T&B 细胞CDR3受体库在病理情况下的变化提供新的研究方法和技术，以及可对比分析的庞大的CDR3数据库。.2 项目已完成SLE模型小鼠不同疾病阶段下，中枢和外周T&B 细胞CDR3受体库的动态监测和对比分析；完成SLE志愿患者，在大剂量糖皮质激素冲击治疗前后，外周血T&B 细胞CDR3受体库和激素的抑制作用、SLE自身免疫应答水平等关系研究，项目可为SLE的机制和个体化治疗等提供基础。.3 项目初步将建立的BCR 重链CDR3的HTS 平台应用于HBV感染高应答个体和HBV疫苗有效接种志愿者的B细胞应答特征研究，为开展T&B 细胞CDR3受体库的技术平台在其感染等病理状态下的应用提供可行性。