为什么需要单细胞分辨率?生物学就像宇宙一样。它非常复杂,有许多独特的单体,也就是细胞。这些细胞相互作用并扮演不同的角色,在更大的体系中构建并驱动多个过程。就像伽利略探索宇宙的努力一样,发现和定义这些细胞也需要高分辨率的工具,才能解开促成生物学复杂性的基因表达异质性。单细胞测序能够在以一个细胞为功能单位中开展生物学研究,阐明具体细节,构建出一幅更大、更精细的图谱,说明导致产生某种外在表型的不同类型的分子和细胞之间是如何相互作用的:患者为什么会复发?是什么让这种疫苗能够有效防止传染等等诸多问题。深度的单细胞测序数据解读助力医疗健康大时代。重庆10X Chromium X单细胞测序数据分析
单细胞转录组测序是在单细胞水平上高通量测序分析基因表达谱的技术,突破传统高通量测序的局限性,组织解离后,单个样本一次上机能捕获500-20000个细胞,基于每个细胞分别建库测序,获得单个细胞的基因结构和基因表达状态,并鉴定细胞的类型,可以在不同样本间从细胞类型的组成和丰度角度进行比较,反映细胞间的异质性。而2021年横空出世的10XGenomicsChromiumX平台实现了单块chip上的百万级别通量的细胞捕获,系统实现16个通道同时运行,每个通道可捕获2000-20000个细胞(不混样),并支持原ChromiumController体统外的多种细胞捕获百万级别通量实验,可准确鉴别稀有细胞类型和适配大规模单细胞研究。上海10X Genomics单细胞测序服务机构烈冰科技已建立了多种国际和国内主流的高通量测序实验平台。
针对单细胞测序数据分析时的reads数、基因表达量及细胞数量判定过程中:以捕获5000个细胞、100G的测序量为标准,每个细胞的reads数大约在50k左右;每个细胞的基因中位数取决于样本的细胞类型,例如成熟的B,T,粒细胞数量较多的组织中,由于该类型细胞表达的基因数普遍较少,导致基因中位数下降。而某些疾病组织、或者体外培养的如干细胞等,他们的基因表达数较高,甚至可以超过1W,这就导致该类样本基因中位数非常高。因此,我们对细胞数量以及基因中位数确认时,需要考察实际组织的细胞组成。
细胞中基因的表达是严格按照时间和空间顺序发生,因此细胞类型和基因表达具有时间特异性和空间特异性。时间特异性可以通过收集不同时间点的样本进行单细胞转录组测序来分析。但是单细胞转录组测序(scRNA-Seq)在单细胞悬液制备的过程中破坏了细胞的空间结构,无法给出固态异质化组织中细胞空间排布信息。而空间转录组可以解决这个问题,其以点阵形式记录组织切片细胞的空间信息,在保留组织形态结构的基础上,获得细胞/基因的空间表达特异性。单细胞测序技术提供了单个细胞水平下的科学研究视角。
10XGenomics和Drop-Seq具有类似的技术原理。从横向孔道中逐一输入凝胶微珠,一列纵向孔道输入细胞,凝胶微珠与细胞碰撞后会吸附在凝胶微珠上,并通过微流控技术,将之输入到第二纵向孔道,即油相孔道中。这时候,就形成了一个个油滴并输出并收集在EP管中。每一个油滴中会落入一个细胞以及一个凝胶微珠,那么在每一个凝胶微珠中上长满了不同的CellBarcode和UMIBarcode连接形成的序列,再加上一端PolyT的抓手,构成我们的捕获凝胶微珠。而这个凝胶微珠抓手就会使用oligodT抓住mRNA构建文库。ATCG碱基的排列组合构成了测序的庞大世界。苏州10X Genomics单细胞测序商业化服务
个性化制定测序项目方面,满足从检测基因到蛋白的多组学测序要求。重庆10X Chromium X单细胞测序数据分析
样本制备后的保存为了尽可能地减少转录组的变化,在对细胞进行清洗和计数后,单细胞悬液应当保存于冰上,直至用于后续的上机和文库制备步骤。在理想状况下,一旦制备好样本,应当在3min钟内将其用于下游步骤。然而,您还有必要了解各类细胞的不同性质,因为这可能会影响细胞应在冰上保存的时间,以及它们在制备后多久便应当被尽快使用。例如,有些细胞(如PBMC)如果在冰上放置一段时间,它们就开始形成团块。这些团块很难解离,增加了堵塞的风险,而且每个团块被当成单细胞计数,又降低了细胞计数的准确性。此外,有些细胞更加粘稠,形成团块的速度更快。对于这些细胞,必须尽量减少制备和使用之间的时间差重庆10X Chromium X单细胞测序数据分析
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