Comprehensive characterization of immune signaling networks in single-cells by joint quantification of proteins, protein complexes and mRNA

通过蛋白质、蛋白质复合物和 mRNA 的联合定量来全面表征单细胞中的免疫信号网络

基本信息

  • 批准号:
    10636695
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 67.31万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-02-17 至 2028-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Accurate and multiplexed characterization of proteins is essential to basic and clinical studies in immunity, infection, development, and cancer. Many processes in immune development, signal activation, and drug resistance are driven by a small subset of cells and variable activation of signaling pathways, necessitating single-cell measurements. Currently, there is high precision and throughput in measuring DNA/RNA in single cells, however a major technological gap exists in the measurement of proteins and especially their complexes in individual cells. High-throughput methods combining simultaneous measurement of proteins, complexes and mRNA are needed to better understand and model individual cellular responses, and to discover new cell states and functions. Our proposal has two, equally important, and synergistic goals: a) optimize/adapt a broadly applicable and practical technology that simultaneously measures proteins, protein-complexes and mRNA in thousands of individual cells (Aim 1), and b) study several key hypotheses on the function and evolution of signaling networks during immune development (Aims 2 and 3). Our technology, called Intracellular Proximity- Sequencing (iProx-seq), uses DNA barcoded proximity probes and single-cell sequencing for multiplexed measurement of proteins and their complexes. The number of protein complexes measured by iProx-seq scales quadratically: Targeting 100 proteins will enable the measurement of 5500 potential protein complexes in each cell. Protein quantification by sequencing has the additional benefit of transcriptome-wide mRNA measurements in the same cell, all using a robust and widely used sequencing pipeline. Extensive preliminary data we present demonstrated the feasibility of our entire technical approach and mechanistic studies. We will combine iProx-seq, live cell imaging and mathematical modeling and study key hypotheses in the differentiation of hematopoietic stem cells (HSCs) and B cells in the germinal center (see Aims 2 and 3). We will measure signaling receptors, adaptor proteins, transcription factors, cytokines, kinases, and protein modifications, and comprehensively characterize immune signaling networks NF-κB, MAPK, PI3K and IRF3 in single human and mouse HSCs, monocyte derived macrophages, granulocyte-monocyte progenitors, and germinal center B cells. Specific questions we will answer include: How do changes in receptor levels, receptor- coreceptor complexes, and intracellular complex formation explain single macrophage sensitivity to inflammatory TLR signals? How does the developmental remodeling of protein networks NF-κB, MAPK, PI3K and IRF3 regulate signal specificity across the hematopoietic lineage? What are the distinct proteomic and signaling states in the germinal center, and how do protein networks regulate the differentiation of B cells? Our proposal will result in a powerful and practical single-cell analysis technology and improved insight on the function and evolution of protein networks in immunity. Our results will make significant impact into the understanding of immune development, immune activation, and emergence of drug resistance.
蛋白质的准确和多重表征对于免疫学的基础和临床研究至关重要, 感染,发育和癌症。免疫发育,信号激活和药物的许多过程 电阻是由一小部分细胞和信号通路的可变激活驱动的,必要的 单细胞测量。当前,在单个中测量DNA/RNA的精度和吞吐量很高 细胞,但是在蛋白质及其复合物的测量中存在一个主要的技术差距 在单个细胞中。高通量方法结合了蛋白质,复合物和配合物的同时测量 需要mRNA以更好地理解和建模单个细胞反应,并发现新的细胞状态 和功能。我们的建议具有两个同样重要且协同的目标:a)广泛优化/适应 适用的实用技术,同时测量蛋白质,蛋白质复合物和mRNA 成千上万个单个单元(AIM 1),b)研究有关功能和演变的几个关键假设 免疫发育过程中的信号网络(目标2和3)。我们的技术称为细胞内近端 - 测序(iprox-seq),使用DNA条形码接近探针和单细胞测序 蛋白质及其复合物的测量。通过iProx-seq量表测量的蛋白质复合物的数量 二次:靶向100个蛋白质将实现每种蛋白的测量 细胞。通过测序定量的蛋白质定量具有整个转录组mRNA测量的额外优势 在同一单元格中,所有这些都使用强大且广泛使用的测序管道。我们提供的广泛初步数据 证明了我们整个技术方法和机械研究的可行性。 我们将结合iProx-seq,实时细胞成像和数学建模,并研究关键假设 造血干细胞(HSC)和生殖中心中B细胞的分化(见目标2和3)。我们将 测量信号受体,衔接蛋白,转录因子,细胞因子,激酶和蛋白质 修改并全面表征免疫信号网络NF-κB,MAPK,PI3K和IRF3 单人类和小鼠HSC,单核细胞衍生的巨噬细胞,粒细胞 - 单位细胞祖细胞和 生发中心B细胞。我们将回答的具体问题包括:受体水平的变化如何 圆锥体复合物和细胞内复合物的形成解释了单巨噬细胞对炎症的敏感性 TLR信号?蛋白质网络NF-κB,MAPK,PI3K和IRF3的发育重塑如何 调节整个造血谱系的信号特异性?独特的蛋白质组学和信号态是什么 在生发中心,蛋白质网络如何调节B细胞的分化?我们的建议将 产生强大而实用的单细胞分析技术,并改善了对功能和 免疫中蛋白质网络的进化。我们的结果将对对的理解产生重大影响 免疫发育,免疫激活和耐药性的出现。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Marcus Ramsay Clark其他文献

Marcus Ramsay Clark的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Marcus Ramsay Clark', 18)}}的其他基金

Medical Scientist National Research Service Award
医学科学家国家研究服务奖
  • 批准号:
    10869820
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Medical Scientist National Research Service Award
医学科学家国家研究服务奖
  • 批准号:
    10703834
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Role of CXCR4 in immunoglobulin light chain recombination
CXCR4在免疫球蛋白轻链重组中的作用
  • 批准号:
    10569055
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Role of CXCR4 in immunoglobulin light chain recombination
CXCR4在免疫球蛋白轻链重组中的作用
  • 批准号:
    10117864
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Role of CXCR4 in immunoglobulin light chain recombination
CXCR4在免疫球蛋白轻链重组中的作用
  • 批准号:
    10368138
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
The epigenetic reader BRWD1 in peripheral adaptive immunity
外周适应性免疫中的表观遗传阅读器 BRWD1
  • 批准号:
    10541126
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
The epigenetic reader BRWD1 in peripheral adaptive immunity
外周适应性免疫中的表观遗传阅读器 BRWD1
  • 批准号:
    10077826
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
The epigenetic reader BRWD1 in peripheral adaptive immunity
外周适应性免疫中的表观遗传阅读器 BRWD1
  • 批准号:
    10321252
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
BRWD1 in adaptive humoral immunity
BRWD1在适应性体液免疫中的作用
  • 批准号:
    9307294
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
BRWD1 in adaptive humoral immunity
BRWD1在适应性体液免疫中的作用
  • 批准号:
    9413989
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于表达MHC-肽嵌合抗原受体T细胞治疗自身免疫疾病的策略和机制研究
  • 批准号:
    81901643
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
滤泡辅助性T细胞在CTLA-4Ig诱导Graves病免疫耐受中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81801621
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
I型主要组织相容性复合体参与1型糖尿病异常自身抗原呈递的机制研究
  • 批准号:
    81700691
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SOX1参与副肿瘤性抗GABABR脑炎抗原表达机制的研究
  • 批准号:
    81771313
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    54.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

The role of SH2B3 in regulating CD8 T cells in Type 1 Diabetes
SH2B3 在 1 型糖尿病中调节 CD8 T 细胞的作用
  • 批准号:
    10574346
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Regulation of Proinflammatory Cytokine Responses by a Caspase-8-N4BP1 Axis
Caspase-8-N4BP1 轴对促炎细胞因子反应的调节
  • 批准号:
    10704065
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Alterations of leukocyte integrin signaling leading to diabetes and autoimmunity
白细胞整合素信号的改变导致糖尿病和自身免疫
  • 批准号:
    10502136
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Molecularly imprinted nanoparticles as new tools to elucidate T cell signaling events
分子印迹纳米颗粒作为阐明 T 细胞信号传导事件的新工具
  • 批准号:
    10452166
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
Alterations of leukocyte integrin signaling leading to diabetes and autoimmunity
白细胞整合素信号的改变导致糖尿病和自身免疫
  • 批准号:
    10683384
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 67.31万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了