南通高通量測(cè)序單細(xì)胞測(cè)序

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-08-11

為什么需要單細(xì)胞分辨率?生物學(xué)就像宇宙一樣。它非常復(fù)雜,有許多獨(dú)特的單體,也就是細(xì)胞。這些細(xì)胞相互作用并扮演不同的角色,在更大的體系中構(gòu)建并驅(qū)動(dòng)多個(gè)過(guò)程。就像伽利略探索宇宙的努力一樣,發(fā)現(xiàn)和定義這些細(xì)胞也需要高分辨率的工具,才能解開(kāi)促成生物學(xué)復(fù)雜性的基因表達(dá)異質(zhì)性。單細(xì)胞測(cè)序能夠在以一個(gè)細(xì)胞為功能單位中開(kāi)展生物學(xué)研究,闡明具體細(xì)節(jié),構(gòu)建出一幅更大、更精細(xì)的圖譜,說(shuō)明導(dǎo)致產(chǎn)生某種外在表型的不同類(lèi)型的分子和細(xì)胞之間是如何相互作用的:患者為什么會(huì)復(fù)發(fā)?是什么讓這種疫苗能夠有效防止傳染等等諸多問(wèn)題。豐富的測(cè)序和數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn),烈冰配套全程個(gè)性化、定制化地?cái)?shù)據(jù)分析服務(wù)。南通高通量測(cè)序單細(xì)胞測(cè)序

現(xiàn)有的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)陣營(yíng)在幾個(gè)主要領(lǐng)域存在差別。一個(gè)是分隔單個(gè)細(xì)胞以在其中進(jìn)行微反應(yīng)的物理平臺(tái)。在這個(gè)空間,單個(gè)細(xì)胞的內(nèi)容物釋放,轉(zhuǎn)錄本或其他生物分析物被標(biāo)記或添加索引,以便下游識(shí)別。現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)主要區(qū)別是如何添加索引,就像生成測(cè)序文庫(kù)所涉及的流程步驟一樣。10XGenomics單細(xì)胞測(cè)序平臺(tái)采用動(dòng)態(tài)微流控技(Drop-Seq具有類(lèi)似的技術(shù)原理)。從橫向孔道中逐一輸入凝膠微珠,其中一列縱向孔道輸入細(xì)胞,凝膠微珠與細(xì)胞碰撞后會(huì)吸附在凝膠微珠上,并通過(guò)微流控技術(shù),將之輸入到第二縱向孔道,即油相孔道中。這時(shí)候,就形成了一個(gè)個(gè)油滴并輸出并收集在EP管中。每一個(gè)油滴中會(huì)落入一個(gè)細(xì)胞以及一個(gè)凝膠微珠,那么在每一個(gè)凝膠微珠中上長(zhǎng)滿了不同的CellBarcode和UMIBarcode連接形成的序列,再加上一端PolyT的抓手,構(gòu)成我們的捕獲凝膠微珠。而這個(gè)凝膠微珠抓手就會(huì)使用oligodT抓住mRNA構(gòu)建文庫(kù)。武漢10X Chromium X單細(xì)胞測(cè)序平臺(tái)烈冰開(kāi)展了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、單細(xì)胞多組學(xué)以及空間轉(zhuǎn)錄組等多種產(chǎn)品在內(nèi)的全套科研解決方案。

針對(duì)單細(xì)胞測(cè)序的細(xì)胞上樣數(shù),為什么不建議捕獲到的細(xì)胞數(shù)量越高越好?一味地追求高數(shù)量的細(xì)胞捕獲可能會(huì)存在一些問(wèn)題。例如在上機(jī)細(xì)胞懸液濃度固定時(shí),如果目標(biāo)細(xì)胞捕獲數(shù)增加到8000甚至10000,上樣細(xì)胞懸液體積勢(shì)必增加,在細(xì)胞懸液質(zhì)量不是很理想(細(xì)胞活性5%、結(jié)團(tuán)率均>5%)的情況下,引入的背景信號(hào)會(huì)增加,分析結(jié)果不理想的直接體現(xiàn)包括:cell、non-cell無(wú)法有效區(qū)分和Fractionreadsincells偏低。當(dāng)cell和non-cell無(wú)法有效區(qū)分時(shí),會(huì)使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)假陽(yáng)性和假陰性結(jié)果!當(dāng)目標(biāo)細(xì)胞捕獲數(shù)很大時(shí),多細(xì)胞率會(huì)增加,數(shù)據(jù)分析時(shí),此部分“cell”表現(xiàn)為基因檢測(cè)數(shù)和UMI檢測(cè)數(shù)是正常cell的N倍(N是一個(gè)GEM包裹的細(xì)胞數(shù)),導(dǎo)致所有細(xì)胞的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(單個(gè)細(xì)胞基因檢測(cè)中位數(shù)、單個(gè)細(xì)胞UMI檢測(cè)中位數(shù))虛高。此部分“cell”雖然可以通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)分析閾值進(jìn)行過(guò)濾,但是容易會(huì)有此類(lèi)數(shù)據(jù)的殘留和正常高基因檢測(cè)細(xì)胞的人為去除!

RNA測(cè)序(RNA-seq)或芯片分析等大量樣本的轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法作為一類(lèi)強(qiáng)大的工具,可提供混合樣本的基因表達(dá)平均數(shù)據(jù),幫助科學(xué)家開(kāi)始揭示這種異質(zhì)性。隨后,技術(shù)創(chuàng)新的飛躍在單細(xì)胞技術(shù)上達(dá)到新高度——使得科學(xué)家能夠定義細(xì)胞類(lèi)型特異的基因表達(dá),從過(guò)去的平均數(shù)據(jù)中分辨出真正驅(qū)動(dòng)其表達(dá)模式的細(xì)胞異質(zhì)性。這讓研究人員能夠更詳細(xì)地表征組織異質(zhì)性,鑒定稀有細(xì)胞類(lèi)型,并逐個(gè)細(xì)胞地仔細(xì)分析其分子機(jī)制。當(dāng)獲得了對(duì)其研究的生物系統(tǒng)更為真實(shí)的圖譜后,研究人員就有了更為堅(jiān)實(shí)可靠的知識(shí)基礎(chǔ),并能在這個(gè)基礎(chǔ)上規(guī)劃下一步實(shí)驗(yàn),以獲取更深入的可行動(dòng)見(jiàn)解。單細(xì)胞測(cè)序是高通量測(cè)序下的又一重大技術(shù)突破。

單細(xì)胞測(cè)序是指針對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析,可精確地描述每一個(gè)細(xì)胞的狀態(tài),在異質(zhì)性發(fā)育過(guò)程中具有特殊的應(yīng)用價(jià)值。然而,單細(xì)胞測(cè)序無(wú)法給出固態(tài)異質(zhì)化組織中細(xì)胞空間排布信息,對(duì)于揭示發(fā)育過(guò)程、病理微環(huán)境都存在很大的局限性??臻g轉(zhuǎn)錄組測(cè)序以點(diǎn)陣形式記錄病理切片細(xì)胞的空間信息并進(jìn)行測(cè)序,可以精確指示點(diǎn)陣內(nèi)的全部基因表達(dá)情況??臻g轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的加入,無(wú)疑讓單細(xì)胞測(cè)序如虎添翼,更精確地勾勒了組織水平的異質(zhì)性。助力探索生命時(shí)空多維度的動(dòng)態(tài)變化的生物學(xué)信息;助力醫(yī)療健康時(shí)代!10X Genomics單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)支持

截至2021年10月,烈冰助力發(fā)表單細(xì)胞測(cè)序文章近20篇。南通高通量測(cè)序單細(xì)胞測(cè)序

10XGenomics是一種基于drop的微流控技術(shù),液體在配套芯片中的微管道中流動(dòng),因此細(xì)胞直徑會(huì)受到芯片中微管道直徑的限制,微流體通道的直徑約為50~60um,因此捕獲細(xì)胞的直徑不能超過(guò)40um。當(dāng)細(xì)胞直徑過(guò)大時(shí),容易出現(xiàn)管道堵塞,造成GEM生成失敗,對(duì)于神經(jīng)科學(xué)研究和心血管疾病研究的老師而言,準(zhǔn)備采用單細(xì)胞技術(shù)用于課題研究的時(shí)候,往往會(huì)遇到一個(gè)尷尬的問(wèn)題,就是目標(biāo)細(xì)胞,例如神經(jīng)元細(xì)胞、成熟心肌細(xì)胞由于體積過(guò)大,不適用于10X單細(xì)胞技術(shù)。其中神經(jīng)元細(xì)胞的直徑很大,直接超過(guò)了芯片中管道的直徑,雖然心肌細(xì)胞直徑低于50um,但是成熟心肌細(xì)胞的長(zhǎng)度很長(zhǎng),有可能堵塞通道造成實(shí)驗(yàn)失敗,這也是為什么現(xiàn)在很多已發(fā)表的心臟單細(xì)胞文章,主要研究方向是心臟發(fā)育的原因了,主要還是因?yàn)槲窗l(fā)育成熟的心肌細(xì)胞比較小,不會(huì)出現(xiàn)堵塞管道的風(fēng)險(xiǎn)。因此可以考慮組織解離后過(guò)40um濾網(wǎng),過(guò)濾掉大細(xì)胞,避免出現(xiàn)管道堵塞、實(shí)驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。此種方案的缺點(diǎn)是大細(xì)胞被過(guò)濾掉,丟失相關(guān)細(xì)胞數(shù)據(jù);另外組織解離獲得高質(zhì)量細(xì)胞懸液以后,繼續(xù)做細(xì)胞裂解抽細(xì)胞核,開(kāi)展細(xì)胞核測(cè)序。具體可訪問(wèn)烈冰官網(wǎng)給我們留言,烈小冰將安排專(zhuān)業(yè)技術(shù)為您詳細(xì)解答。南通高通量測(cè)序單細(xì)胞測(cè)序

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