單細胞轉錄組測序(single cell RNA sequencing,scRNA-seq)指在單個細胞水平對mRNA進行高通量測序的一項先進技術,原理是將分離的單個細胞中微量mRNA通過高效擴增后再進行高通量測序。
利用傳統轉錄組測序(Bulk RNA-seq)通常需要研磨和提取生物體、組織或細胞群體中的混合總RNA進行測序,最終得到一群不同的細胞的平均轉錄組數據。因此傳統的Bulk RNA-seq忽略了細胞之間的差異,掩蓋了細胞的異質性。單細胞轉錄組測序極大地革新了轉錄組學的研究。
單細胞測序應用包括發育生物學、腫瘤學、神經科學、免疫學、疾病機理研究、細胞圖譜構建等。
圖1 單細胞測序主要流程
(source:Huang D, et al., 2023)
① 揭示細胞異質性,高分辨率分析:有利于發現細胞亞群和罕見細胞類型,提供細胞功能和狀態的詳細信息;
② 動態過程研究:適用于研究細胞分化、增殖和腫瘤發生等動態過程中的基因表達變化;
③ 無偏倚的細胞分群:能夠更精準地對細胞進行分群,尤其是在免疫學、腫瘤學和遺傳學研究中。
ü 更全面更深入生信分析:除了基礎分析外,額外贈送高級分析,涵蓋較高技術含量的細胞分類與注釋、組間差異基因分析、差異基因功能富集分析等項目;還可提供更個性化、多元化的定制分析。
ü 完備的細胞捕獲平臺:吉賽具備10X Genomics、MobiNova(墨卓)、DNBelab C(華大)、BD Rhapsody共4種不同的單細胞轉錄組測序技術平臺,以及針對性平臺選擇建議,下單無煩惱!
單細胞平臺 | 1 0x Genomics | BD Rhapsody | MobiNova(墨卓) | DNBelab C4(華大) |
技術原理 | 微液滴: 液滴全封閉體系,避免串擾 | 微孔技術: 自然沉降 | 微流控: 液滴全封閉體系,避免串擾 | 微流控: 液滴全封閉體系,避免串擾 |
單芯片樣本量 | 舊Chromium Controller平臺: 8通道/芯片; 新Chromium X平臺: 16通道/芯片 | BD Rhapsody HT Xpress : 8通道/微孔板 | MobiNova-100: 4通道/芯片1-4個樣本 | Dnbelab C4: 4通道/芯片1-4個樣本 |
樣本量/芯片 | 舊平臺:最多8例 新平臺:最多16例 | 老平臺: 1-12例 新平臺:最多96例 | 最多4例 | 最多4例 |
細胞通量 | 舊平臺:500-10000 cells/通道/樣本 新平臺:2000-20000 cells/通道/樣本 | 100-40000 cells/通道/樣本; 100-60000 cells/通道/樣本; | 500-20000/通道/樣本 | 5000-30000/通道/樣本 |
多胞率、捕獲效率 | 7-8%/10000 cells、可達65% | 2-3%/10000cells、可達80% | 5%/10000cells ,可達70% | <8%/10000cells , 50%-60% |
運行時間 | 18min | > 40 min | 6 min | 9 min |
微球分離方法 | 化學消化分離 | 化學消化分離 | 發光激發分離 | 化學消化分離 |
測序類型 | 3’轉錄組、 3’核轉錄組、 5’VDJ免疫組 , 單細胞ATAC、單細胞表面蛋白、單細胞CRISPER | 3’轉錄組、 5’VDJ免疫組 , Abseq,單細胞ATAC | 3’轉錄組(植物)、 3’核轉錄組、 5’VDJ免疫組 (人、小鼠、兔、猴) , 單細胞ChIP-seq,單細胞微生物基因組 | 3’轉錄組、 3’核轉錄組, 單細胞ATAC |
優勢 | 高通量, 文獻發表數量多,認可度高 | 對細胞溫和 ; 靈活上樣; 適用于檢測中性粒細胞、干細胞等; 可混樣 ,性價比高; 高細胞通量;捕獲效率高 | 國產平臺 ,擁有更具競爭力的試劑研發和產線; 靈活上樣 ,不浪費; 運行時間短; 性價比高, 數據表現接近10x平臺 | 國產平臺,擁有更具競爭力的試劑研發和產線; 靈活上樣 ,不浪費; 運行時間短; 性價比高 |
劣勢 | 價格偏高 | 市場占有率偏低 ; 實驗運行時間久,人工成本較高 | 文獻較少 | 文獻較少 |
晝夜節律調節因子PER1通過抑制巨噬細胞的炎癥信號傳導,促進細胞重編程
The circadian regulator PER1 promotes cell reprogramming by inhibiting inflammatory signaling from macrophages
IF:7.8
測序策略:單細胞測序技術(scRNA-seq)
樣品:來自野生型(WT)、Per1基因敲除(Per1-/-)和Per2基因敲除(Per2-/-)小鼠的MEFs(小鼠胚胎成纖維細胞)被用于制備iNs。在重編程的第4、7、10天,對細胞進行scRNA-seq分析。
細胞捕獲和測序:通過10X Genomics平臺進行單細胞測序,平均每個樣本捕獲約10,623個細胞,每個細胞平均獲得72,767個讀數。
數據分析:使用UMAP(Uniform Manifold Approximation and Projection)算法進行降維,以直觀展示不同細胞群集。通過t-SNE算法和聚類分析,識別不同的細胞類型,包括神經元、成纖維細胞和巨噬細胞。進行基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA),以識別在特定細胞群中表達上調或下調的基因集。
(A)UMAP分析9個樣本。(B)Dot plot顯示每簇前3的標記基因。(C) 6個細胞集群比例的時間剖析圖。(D)描繪神經元集群中神經元基因表達水平。(E)第7天,與WT和Per2-/-巨噬細胞相比,Per1-/-巨噬細胞中表達水平更高(紅色)或更低(藍色)的基因富集分析。(F) Per1-/-細胞在圖(E)中TNF-α和IL-6信號通路上調基因的熱圖。(G) 軸突引導基因的熱圖。
生信分析
樣品上機要求:
活性大于80%(AO/PI)
細胞濃度700~1200 cell/uL
細胞總量 5*10^5 cell,建議10w,至少5w
細胞尺徑 5um≤X≤30um
* 由于單細胞樣品要求較嚴格,具體送樣方法請詳詢銷售或技術支持