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看单细胞研究如何征服顶级期刊 CNS?

看单细胞研究如何征服顶级期刊 CNS?

作者: 7aabdaa41cae | 来源:发表于2019-03-26 16:18 被阅读22次

    技术上的突破?

     传统大量细胞转录组测序的均质化,掩盖单个细胞的异质性

    众所周知,细胞是生物体结构和功能的基本单位,一切动植物都是由单细胞发育而来,并由细胞和细胞产物构成。生物体中,每个细胞有独特的表型和生物学功能,体现在不同组学间的差异。

    传统转录组测序(Bulk RNA-seq)是基于大量细胞的研究,表达水平是一群细胞的相对平均水平。因此,在混合细胞群中,传统的 Bulk RNA-seq 无法分析到个体细胞的关键差异,特别是,无法研究复杂的表达时刻变化的系统,以及系统中基因的表达特性。

    单细胞转录组测序(Single cell RNA-seq)的出现解决了这一难题,它提供单个细胞的表达谱信息。虽然不可能获得每个细胞表达的每种 RNA 的完整信息,但是在有限的原材料下,可以通过基因聚类分析 / 鉴定基因表达模式,揭示或发现细胞群中稀有细胞类型的存在。

    ▶ 10x Genomics 单细胞 RNA-seq:大规模单细胞、高基因检出率、单个细胞检测费用低、应用多样

    单细胞转录组测序,并非一个新的概念,早在 1992 年 Eberwine, J. 等人[1]利用体外转录扩增的方法研究大鼠脑中限定区域的急性解离细胞,分析了单个活神经元中的基因表达特征。但基因检出数和检测通量都较低。随着检测技术不断发展,中国科学家汤富酬首次将单细胞 RNA 与高通量测序结合[2],极大的增加了检测通量。但受限于单细胞分离技术,并非所有实验室都能顺利完成单细胞测序实验。

     (单细胞转录组测序流程,From Wikipedia)

    10x Genomics ChromiumTM单细胞测序系统,利用其微流控芯片系统,将单细胞分离简单化。整合微流控系统、10x Barcode、UMI 序列标签,10x Chromium 仪器极大的突破了单细胞的检测通量:

    八通道双十字微流体芯片,自动分离单细胞;

    从单个细胞中非定向扩增整个转录组;

    并行处理多个细胞的能力。

    (10x Genomics 单细胞 3'RNA 转录组测序,Nat Commun. 2017 Jan 16;8:14049.[3])

    最新的 10x Genomics 单细胞3' 转录组测序 V3 试剂盒,更能匹敌传统单细胞测序:

    与 V2 试剂盒相比,相同测序量下,大大增加检测细胞数,基因检出数提升两倍;

    检测灵敏度的显著提升;

    Cell ranger 分析软件功能升级,有效分析出以往遗漏的混杂在背景中的细胞;

    基于 feature barcoding 技术,联合单细胞表达谱&细胞表面蛋白 / 单细胞 CRISPR筛选,组学研究更全面应用更广泛。

    (文末有惊喜)

    高分 SCI 文章思路?

    10x Genomics 单细胞转录组测序 2016 年初入研究者们的视野,在 2017 下半年开始爆发,带来的是各个研究方向的经典案例,它让研究人员更易在单细胞层面进行科学研究,它是发现新型细胞类型的利器,更适用于构建细胞图谱,鉴定细胞群体。

    统计基于 10x Genomics 平台的研究,在新型细胞类型的发现、全器官的细胞图谱、细胞群体鉴定三个方面应用最多。这也是 10x 的长处所在。

    ▶ Science | 10x 单细胞转录组测序构建人肾脏细胞图谱

    研究发表于 2018 年 8 月 10 日[4],作者从肾癌、健康胎儿、正常人肾脏三个方面,通过 10x Genomics 大规模单细胞转录组测序构建了人不同肾脏的细胞图谱,然后进一步锁定与儿童肾母细胞瘤(Wilms)相关的特定胎儿细胞类型,突破性的发现与肾癌(RCC)相关的正常细胞,并描绘了复杂的血管内皮生长因子(VEGF)信号电路。

    ▶ Cell Metab | 单细胞测序鉴定脂肪基质细胞和免疫细胞亚群

    研究发表于 2018 年 8 月[5],作者通过 10x 单细胞 RNA 测序综合鉴定了脂肪基质细胞和免疫细胞的亚群。

    检测超过 33,000 个基质细胞,分别来源于正常条件和 ADRB3 激活下的附睾 WAT(eWAT)和腹股沟 WAT(iWAT)组织。

    单细胞测序在 eWAT 和 iWAT 中均鉴定出不同的 ASC 细胞亚群,这些亚群在脂肪生成过程中的作用存在差异。ADRB3 激活使 eWAT 中增殖的 ASC 细胞的增加。

    单细胞测序鉴定出 eWAT 细胞中不同的免疫细胞类型,包括占据脂肪形成位置的增殖巨噬细胞。

    来源:生物学霸

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