拜谱新品发布|四重优势、深度解析单个细胞,热门单细胞转录组鼎力首发!
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细胞异质性是肿瘤研究和诊断治疗中亟待解决的关键问题,然而目前大多数研究仍然是从多个细胞水平进行的,实验结果往往是组织内成千上万细胞稳态的平均值,或者只代表其中在数量上占优势的细胞信息,而无法准确反映样本中细胞异质性,忽略了细胞间基因表达调控的差异性。

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图1 单细胞水平研究揭示细胞异质性


而单细胞水平研究可以揭示细胞异质性的基因结构和基因表达状态,可以解决如下问题:

1)获取的样本中都有什么细胞类型?是否存在新的细胞类型或细胞状态?每个细胞各自表达哪些基因?表达强度如何?

2)细胞间是否存在转化衍化关系?受哪些因素调控发生这些衍化关系?

3)各细胞群体间是如何相互配合发挥作用的?即细胞间微环境调控网络。

基于此,单细胞转录组测序(single cell RNA,scRNA-seq)技术应运而生。



拜谱生物单细胞测序



1)单细胞转录组测序


单细胞测序,通俗地来说,就是在单个细胞水平上对基因组、转录组、蛋白质组进行测序分析的技术。拜谱生物全新推出单细胞转录组测序,采用主流10×单细胞捕获技术,在单细胞层面深入研究单个细胞或者某群细胞的转录状态,能够解决用组织样本测序无法解决的细胞异质性难题,深度解析单个细胞的功能、机制及其与机体的关系。

单细胞转录组测序的过程主要包括样本获取、单细胞制备、单细胞分选、cDNA合成和文库制备等,其中,单细胞捕获、逆转录和cDNA合成是文库制备步骤中最具挑战性的部分,具体实验流程见下图。

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图2 单细胞转录组实验流程


2)单细胞核转录组测序


此外,为解决某些珍贵冻存样本,异形细胞样本无法进行单细胞实验的问题,拜谱生物也开展了单细胞核转录组测序,其对样本包容性高,无需考虑样本新鲜的时效性问题,无需考虑细胞实际体积问题,对异形细胞(如神经元,心肌细胞)都可捕获,在心肺疾病、神经发育等领域助力临床治疗和诊断。




实验原理



单细胞类实验的最重要的一步就是单个细胞的捕获,10×Genomics单细胞捕获基于微流控原理,单个细胞(或细胞核)和反应试剂以及凝胶珠(gel beads)经过“双十字”交叉系统形成油滴包裹的凝胶珠(GEMs)。其核心是将不同的细胞赋予一段不同的barcode序列,建库时,携带相同barcode序列的核酸分子被认为来自同一个细胞,这样我们就可以从成千上万个细胞中顺利区分它们。该技术利用微流控、油滴包裹和barcode标记等技术来实现高通量的细胞捕获技术,能够一次性分离并标记500–10000个单细胞,具有细胞通量高、建库成本低、捕获周期短等优势。

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图3 实验原理





单细胞转录组数据分析



数据分析是单细胞转录组测序中的一个关键影响因素,也是现在的科研人员的主要需求。拜谱生物单细胞数据分析包括细胞注释、细胞亚群分析、Marker基因筛选及一些功能分析如通路富集分析、细胞通讯分析、拟时序分析等等,除此之外,单细胞转录组数据还可以结合其他技术进行理解生物学过程和机制,如结合空间转录组测序进行联合分析。

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图4 单细胞数据分析示例图





应用方向



单细胞转录组正迅速成为人类、动物和植物等各种研究中的强大工具,能够更准确、快速地鉴定组织中的稀有和新型细胞。此外,通过有关mRNA和蛋白质水平、代谢物、细胞-细胞通讯和空间层面上基因表达的信息,有可能解决健康和疾病中的细胞组成和功能难题,在当下疾病、免疫、肿瘤领域以及组织、器官、发育研究中发挥越来越重要的作用。

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图5 单细胞转录组应用方向

(图源:Jovic D, et al., Clin Transl Med, 2022)





送样建议



拜谱生物单细胞转录组可应用于多种样品类型,具体送样建议见下表。

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表1 单细胞转录组送样建议





拜谱小结



单细胞测序技术的出现重新定义了疾病-细胞-基因间的关系,精确到单个细胞级别的测序从过去的天文数字变为可能。拜谱生物全新推出单细胞转录组,从单细胞层面深度解析单个细胞的异质性和复杂性,揭示组织、器官、生物体中不同细胞类型和功能的组成,能够更好地理解细胞的组成、相互作用以及疾病与健康的关系等。新品首发,欢迎咨询!



参考文献:Jovic D, Liang X, Zeng H, Lin L, Xu F, Luo Y. Single-cell RNA sequencing technologies and applications: A brief overview. Clin Transl Med. 2022;12(3):e694. doi:10.1002/ctm2.694.



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