면역유전체학

면역 레퍼토리 시퀀싱(IR-Seq)

면역 프로파일링을 통해 BCR 및 TCR 레퍼토리에 대한 유전자 수준 인사이트 확보

실험실에서 라이브러리 준비를 하는 과학자들

면역 레퍼토리 시퀀싱이란?

면역 레퍼토리 시퀀싱(IR-Seq)은 차세대 시퀀싱(NGS)을 사용하여 B세포 수용체(BCR) 및 T세포 수용체(TCR)의 다양성을 프로파일링합니다.1 IR-Seq를 통해 연구자들은 레퍼토리 다양성 및 클론형성능을 규명하고, 혈액암, 자가면역 질환 및 기타 질환과 관련된 수용체 시퀀스를 연구할 수 있습니다.2IR-Seq는 고해상도에서 BCR 및 TCR을 분석하는 데 필요한 처리량과 민감도를 제공하여 건강 및 질병 상태에서의 적응 면역에 대한 통찰력을 가능하게 합니다.

BCR 및 TCR 시퀀스의 면역 레퍼토리는 감염, 자가면역 장애 및 암에 반응하여 동적으로 변화합니다. 순환하는 항원 수용체의 레퍼토리가 면역 반응 중에 다양성이 있는 풀(pool)에서 확장된 항원 특이적 클론이 우세한 풀로 전환됩니다. 따라서 면역 레퍼토리의 구성을 이해하는 것은 면역 매개 질환에 대한 이해를 심화하고 치료법 개발에 대해 알리는 데 매우 중요합니다.3

이 페이지의 내용:

면역 레퍼토리 정의

면역 레퍼토리 시퀀싱 솔루션

면역 레퍼토리 분석을 위한 멀티오믹스 접근법

주요 웨비나

IR-Seq FAQ

면역 레퍼토리 정의

적응 면역 체계는 주로 두 가지 주요 림프구 유형, 즉 T 세포와 B 세포로 구성됩니다. 이러한 면역 세포는 항원 수용체의 매우 다양한 레퍼토리를 생성하는 유전적 재조합 과정을 통해 병원체로부터의 보호를 제공하는 데 중요합니다.4항원 수용체가 표적 병원체를 인식하면, 해당 수용체를 증폭시키고 감염을 제거하기 위해 추가 면역 세포를 동원하는 일련의 과정이 진행됩니다.

기능적 BCR 및 TCR은 가변(V), 다양성(D), 및 결합(J) 유전자 분절이 확률적으로 재조합되는 V(D)J 재조합을 통해 생성됩니다. 이 과정은 건강한 개인에서 매우 다양한 BCR 및 TCR 모집단을 생성합니다. BCR 및 TCR, BCR 레퍼토리 및 TCR 레퍼토리의 전체 집합이 면역 레퍼토리를 구성합니다.5

Representation of TCR-β V(D)J gene recombination to help clarify TCR diversity in regards to immune repertoire sequencing.

TCR-β V(D)J 유전자 재조합의 표현. 염색체 7에 위치한 TCR-β 유전자좌는 약 620kb에 걸쳐 분포합니다. V(D)J 재조합 과정에서 두 개의 D 영역 중 하나가 13개의 J 영역 중 하나와 무작위로 결합됩니다. 이어서 50개 이상의 무작위로 선택된 V 영역 중 하나가 추가되어 최종적으로 약 500bp 길이의 VDJ 영역이 생성됩니다. 또한 유전자 분절이 결합되는 메커니즘은 염기쌍 변이성을 도입하며, 이는 이들 분절의 조합 선택과 함께 TCR 다양성을 초래합니다. D 분절이 결여된 TCR α 사슬에 대해 유사한 프로세스가 발생합니다. CDR = complementarity-determining region(상보성 결정 부위).

면역 레퍼토리 시퀀싱 솔루션

검증된 타사 라이브러리 프렙 키트와 시퀀싱 시스템을 살펴보고 IR-Seq 워크플로우에 가장 적합한 솔루션을 찾아보십시오.

IR-Seq 라이브러리 프렙 키트

면역 레퍼토리 라이브러리 솔루션의 선택은 입력, 방법론, 시퀀싱된 영역, 그리고 사슬 유형과 같은 다양한 인자에 따라 달라집니다. IR-Seq 애플리케이션 요구 사항에 맞는 검증된 타사 라이브러리 프렙 키트를 선택하십시오.

IR-Seq 애플리케이션을 위해 검증된 타사 라이브러리 프렙 키트a

해상도 및 시퀀싱된 영역 제공자 및 키트 이름 표적 수용체 시퀀싱 리드 길이 권장 사항
벌크 RNA-Seq
CDR3/전장		 New England Biolabs
NEBNext Immune Sequencing Kit(인간) (E6320S, E6320L)		 BCR, TCR 또는
BCR + TCR 		 2 × 300bp 
벌크 RNA-Seq
CDR3/전장		 New England Biolabs
NEBNext Immune Sequencing Kit(마우스) (E6330S, E6330L)		 BCR, TCR 또는
BCR + TCR 		 2 × 300bp 
벌크 RNA-Seq
CDR3/전장		 QIAGEN
QIAseq Immune Repertoire RNA Library Kit(333705)		 TCR 2 × 300bp 
벌크 RNA-Seq
CDR3/전장		 Takara
SMART-Seq Human TCR(UMI 포함) (634780, 634781, 634779)		 TCR 2 × 300bp 
벌크 RNA-Seq
CDR3/전장		 Takara
SMART-Seq Human BCR(UMI 포함) (634777, 634778, 634776)		 BCR 2 × 300bp 
단일세포
CDR3/전장		 BD Bio
BD Rhapsody TCR/BCR Multiomic Assay Kit(665828, 665829)		 BCR, TCR 또는
BCR + TCR 		 85 × 215bpb 또는
2 × 300bp 
  1. 대표 라이브러리는 고유한 분자 식별자(UMI) 기술을 사용하여 파이프라인에서 출력되는 오류 수정, 중복 제거 및 높은 신뢰도의 리드를 제공합니다. 
  2. 단일세포에 대한 런 구성은 더 작은 300사이클 키트 카트리지와 호환됩니다.

IR-Seq 기기

MiSeq i100 in lab

MiSeq i100 시리즈

MiSeq i100 시리즈는 10가지 다른 시약 구성을 제공합니다. 이러한 구성 옵션에는 최대 2 × 300bp의 리드 길이가 있는 IR-Seq이 포함되며, 이는 5백만~1억 개의 리드 및 1.5Gb~30 Gb의 출력 범위를 지원합니다. 확장된 이 용량을 기반으로 연구자들은 이전보다 샘플 처리량을 늘리고 더 심층적인 시퀀싱을 수행할 수 있습니다.

NextSeq 1000 and NextSeq 2000 System in lab

NextSeq 1000 및 NextSeq 2000 시스템

면역 레퍼토리의 놀라운 다양성은 분석에 높은 시퀀싱 뎁스가 필요하다는 것을 의미합니다. 검증된 라이브러리 프렙 키트와 면역 레퍼토리의 상세 보기에 필요한 리드를 제공하는 NextSeq 1000 및 NextSeq 2000 시퀀싱 시스템에 대해 자세히 알아보세요.

IR-Seq 애플리케이션 노트 다운로드
Benchtop applications eBook

유전체 발견에 대한 접근성 향상

멀티오믹스, 표적 DNA 시퀀싱, 엑솜 시퀀싱, 면역 레퍼토리 시퀀싱을 포함하여 벤치탑 시퀀싱 시스템에서 인기 있는 방법과 애플리케이션을 살펴보십시오.

면역 레퍼토리 분석을 위한 멀티오믹스 접근법

멀티오믹스는 유전체학, 전사체학, 후성유전학 및 단백질체학을 포함한 여러 분자 수준의 데이터 세트를 결합하여 강력한 생물학적 인사이트를 제공하는 통합형 접근 방식입니다. 멀티오믹스는 다양한 생물학적 수준이 상호작용하는 방식에 대한 보다 총체적이고 통합된 이해를 가능하게 합니다. 또한, 다양한 NGS 기법의 조합은 면역 레퍼토리, 약물 내성 기전, 가능한 향후 질병 치료 전략에 대한 이해를 확장하는 멀티오믹스 인사이트를 제공할 수 있습니다.6

멀티오믹스 데이터 세트는 본질적으로 복잡하므로 분석이 매우 어렵습니다. Illumina Connected Multiomics 소프트웨어는 직관적이고 확장 가능한 분석 기능을 제공하여 연구자들이 샘플부터 인사이트에 이르는 워크플로우를 효율적으로 수행할 수 있도록 지원합니다. 이러한 내장 기능을 통해 생물학자들은 바이오인포매틱스 배경 없이도 강력한 통계 분석과 상호작용형 시각화를 자신 있게 생성할 수 있습니다. 멀티오믹스 리소스 페이지를 탐색하여 여러 ome에서 연구를 확장하고 멀티오믹스 데이터 분석 및 시각화 요구 사항을 위한 Illumina Connected Multiomics 소프트웨어에 대해 알아보십시오.

scientist in lab reviewing data on laptop

주요 웨비나

암 면역요법의 멀티오믹스

Samra Turajlic(The Francis Crick Institute), Rong Fan(Yale University) 및 Christina Leslie(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)를 포함한 학제 간 전문가 패널이 멀티오믹스를 사용하여 연구의 발전과 도전에 대해 이야기합니다.

단일세포 수준에서의 면역학 발견

Pandurangan Vijayanand(La Jolla Institute of Immunology), Shane Liddelow(NYU Langone), Menna Clatworthy(University of Cambridge) 박사의 이야기를 들어보세요. 이들은 단일 세포 시퀀싱 기술을 활용하여 각기 다른 분야에서 이루어진 발전을 강조합니다.

IR-Seq FAQ

레퍼토리 시퀀싱 데이터를 얻기 위해 세 가지 주요 접근법이 사용됩니다.

  1. 벌크 조직 분석: 정제된 total RNA는 면역 수용체 유전자의 모든 V 및 C 분절에 대해 다중 PCR을 거칩니다. 생성된 앰플리콘을 NGS로 시퀀싱한 다음, 데이터 분석을 수행합니다.
  2. 단일세포 레퍼토리 시퀀싱: 개별 B 및 T 세포는 일반적으로 BCR 및 TCR 유전자에 대한 시퀀스 특이적 프라이머를 사용하는 농축 PCR에 의해 단일세포 전사체 시퀀싱을 거칩니다. 준비된 라이브러리는 NGS에 의해 시퀀싱되고 분석됩니다.
  3. 바이오인포매틱스 기반 재구성: 대량 RNA 시퀀싱 및 단일세포 시퀀싱 데이터의 공개 데이터베이스를 사용하여 계산적 접근법을 통해 면역 레퍼토리 시퀀스를 재조립합니다.3

면역학에서, 면역 레퍼토리는 특정 시점에 개체에서 고유한 BCR 및 TCR의 전체 집합을 지칭합니다. 그러나, BCR 및 TCR 레퍼토리는 동적이며 면역 반응 동안 신속하게 변할 수 있습니다.

항체 레퍼토리는 체액성 면역을 제공하는 데 중요한 역할을 하며, 개인의 완전한 BCR 및 항체 시퀀스 전체 집합으로 정의됩니다.7

IR-Seq는 기본 면역학, 면역 레퍼토리 특성 확인, 백신 연구 및 림프구 계통 추적을 포함한 다양한 연구 분야에서 사용됩니다.8

면역유전체학 연구 페이지를 방문하여 유전체학을 통한 면역학적 질환에 대한 인사이트를 얻으십시오.

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관련 리소스

면역유전체학 연구

면역유전체학 솔루션은 연구자들이 잠재적 자가면역 질환 기전과 면역 레퍼토리에 대한 인사이트를 얻는 데 도움이 될 수 있습니다.

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전문가와 상담하기

면역 레퍼토리 시퀀싱 연구를 위한 솔루션에 대해 자세히 알아보려면 전문가와 상의하십시오.

참고 문헌(References)

  1. Woodsworth DJ, Castellarin M, Holt RA. Sequence analysis of T-cell repertoires in health and disease. Genome Med. 2013;5(10):98. doi:10.1186/gm502
  2. Robins H. Immunosequencing: applications of immune repertoire deep sequencing. Curr Opin Immunol. 2013;25(5):646-652. doi:10.1016/j.coi.2013.09.017
  3. Katoh H, Komura D, Furuya G, Ishikawa S. Immune repertoire profiling for disease pathobiology. Pathol Int. 2023;73(1):1-11. doi:10.1111/pin.13284
  4. InformedHealth.org. Cologne, Germany: Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG); 2006. In brief: The innate and adaptive immune systems. ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279396. 2025년 9월 12일에 접속. 
  5. Liu H, Pan W, Tang C, et al. The methods and advances of adaptive immune receptors repertoire sequencing. Theranostics. 2021;11(18):8945-8963. doi:10.7150/thno.61390 
  6. Wu X, Yang X, Dai Y, et al. Single-cell sequencing to multi-omics: technologies and applications. Biomark Res. 2024;12:110. doi:10.1186/s40364-024-00643-4 
  7. Miho E, Roškar R, Greiff V, Reddy ST. Large-scale network analysis reveals the sequence space architecture of antibody repertoires. Nat Commun. 2019;10(1):1321.  doi:10.1038/s41467-019-09278-8 
  8. Ma KY, He C, Wendel BS, et al. Immune Repertoire Sequencing Using Molecular Identifiers Enables Accurate Clonality Discovery and Clone Size Quantification. Front Immunol. 2018;9:33. doi:10.3389/fimmu.2018.00033