單細(xì)胞核測(cè)序時(shí)代,是你的時(shí)代嗎!


高通量單細(xì)胞測(cè)序這幾年發(fā)展的如火如荼,已經(jīng)是各種高分期刊的“??汀?。作為一名科研工作者,雖然不能一味的追求高影響因子,但是誰(shuí)又不希望自己的科研成果發(fā)表在頂級(jí)期刊,讓更多的科研同道了解自己的工作呢?
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目前,高通量單細(xì)胞測(cè)序正在不斷地刷新人們對(duì)于生命科學(xué)研究的認(rèn)知,幫助科研工作者真正地從更高精度揭示生物體的復(fù)雜性,以及研究細(xì)胞間的相互作用、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等。運(yùn)用單細(xì)胞技術(shù)到課題中,可以幫助重新審視研究對(duì)象,深入了解細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的表達(dá)調(diào)控機(jī)制。
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很多老師想要研究某些特殊樣本,例如心肌細(xì)胞和神經(jīng)元;也有很多老師手上有頗為珍貴的臨床凍存樣本,但是受限于單細(xì)胞測(cè)序?qū)τ跇颖镜膰?yán)格要求——細(xì)胞數(shù)量要求大于105個(gè)、活細(xì)胞數(shù)在90%以上、細(xì)胞直徑小于40μm等,只能望“單”而嘆!
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同時(shí),受限于樣本解離過(guò)程,單細(xì)胞測(cè)序存在三大問(wèn)題——
1.?????? 僅適用于新鮮組織樣本,對(duì)于凍存樣本,由于細(xì)胞已經(jīng)喪失活性,因此無(wú)法開(kāi)展scRNA-seq。
2.?????? 解離過(guò)程會(huì)誘導(dǎo)應(yīng)激基因的表達(dá),引起細(xì)胞轉(zhuǎn)錄模式發(fā)生“人為改變”(artifactual transcriptional stress responses),造成轉(zhuǎn)錄偏好(bias)。這樣獲得的數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)的反應(yīng)樣本的細(xì)胞轉(zhuǎn)錄狀態(tài),結(jié)果的可靠性大大降低。
3.?????? 對(duì)于很多實(shí)體組織,如腦、心臟、腎臟等,蛋白酶傾向于將易于解離的細(xì)胞類型解離下來(lái),因此會(huì)丟失不易解離的細(xì)胞;同時(shí)一些較為敏感的細(xì)胞可能會(huì)因?yàn)?strong>解離過(guò)度而破碎。這樣,解離過(guò)程無(wú)法有效的獲取到組織中的所有細(xì)胞類型,結(jié)果的準(zhǔn)確性大為降低。
由于上述問(wèn)題,單細(xì)胞核測(cè)序(snRNA-seq)逐漸受到人們重視!

在早期研究的引領(lǐng)下,snRNA-seq逐漸呈現(xiàn)出較為火熱的景象,特別是腦組織的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄研究,目前多數(shù)文獻(xiàn)均傾向于使用snRNA-seq而不是scRNA-seq。迄今為止,snRNA-seq已在多種組織類型中得以應(yīng)用,包括肌肉組織,心臟,腎臟,PBMC或培養(yǎng)細(xì)胞系,血管,肺臟,胰臟以及多種腫瘤組織。這些文獻(xiàn)的結(jié)果一再表明,snRNA-seq相比scRNA-seq具有其明顯的優(yōu)勢(shì),將有力的促進(jìn)我們更全面的理解組織的細(xì)胞發(fā)育和分化。
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總的來(lái)說(shuō),單細(xì)胞核測(cè)序具備以下優(yōu)勢(shì):
1.????? 避免了組織解離過(guò)程中誘導(dǎo)壓力相關(guān)基因表達(dá);
2.????? 研究對(duì)象廣,難消化的組織、冷凍的組織和特殊類型組織,均可適用;
3.????? 直接抽核,避免了消化的不均一性,獲取更為真實(shí)的細(xì)胞類型組成和比例。
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部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)——
(來(lái)源于歐易生物)
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圖示制備好的細(xì)胞核經(jīng)臺(tái)盼藍(lán)染色鏡檢,顯示細(xì)胞碎片等雜質(zhì)<10%,細(xì)胞核數(shù)量>1000個(gè)/μL,細(xì)胞核總量>100,000個(gè),滿足10x Genomics上機(jī)要求。

圖示小鼠心臟組織snRNA-seq,通過(guò)主要的心臟細(xì)胞marker能夠鑒定到所有類型的心臟細(xì)胞。

圖示小鼠心臟組織的snRNA-seq,兩個(gè)生物學(xué)重復(fù)之間顯示較好的重復(fù)性。
在scRNA-seq占據(jù)主流的當(dāng)下,單細(xì)胞核測(cè)序無(wú)疑是珍貴的臨床凍存樣本,或是希望研究某些特殊樣本的福音。
根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果表明,snRNA-seq完全可以獲得與scRNA-seq一致的、真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。
本文首發(fā)自歐易生物微信公眾號(hào),圖片均來(lái)源于原文