去年，Broad研究所的研究人員在《Science》上發(fā)表了一種稱(chēng)為sNuc-Seq的單核RNA測(cè)序方法。這種方法讓人們能夠研究那些難以分離的單細(xì)胞中的基因表達(dá)譜。如今，Broad研究所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)克服了sNuc-Seq應(yīng)用的一大障礙：規(guī)模。
8月28日，研究人員在《Nature Methods》上發(fā)表了他們的成果。通訊作者是Broad研究所的兩位牛人科學(xué)家：張鋒(Feng Zhang)和Aviv Regev。這種稱(chēng)為DroNc-Seq的單細(xì)胞表達(dá)譜分析技術(shù)融合了sNuc-Seq和微流體，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)復(fù)雜組織的基因表達(dá)進(jìn)行大規(guī)模的并行測(cè)定。
對(duì)于大腦等復(fù)雜組織而言，單細(xì)胞研究有著獨(dú)特的吸引力。然而，在研究神經(jīng)元及其他細(xì)胞的基因表達(dá)時(shí)，研究人員總是覺(jué)得困難重重。這是因?yàn)榉蛛x細(xì)胞的過(guò)程會(huì)影響RNA含量，也不能準(zhǔn)確地反映細(xì)胞類(lèi)型的真實(shí)比例。此外，這些過(guò)程也不適用于冷凍保存的組織。sNuc-Seq則利用從細(xì)胞中提取出的單個(gè)細(xì)胞核作為起始材料，成功繞過(guò)這些問(wèn)題。
不過(guò)，sNuc-Seq也并非一種完美的方法。它終歸是一種低通量的技術(shù)，利用96孔或384孔板來(lái)采集和運(yùn)行樣本。為了實(shí)現(xiàn)更高效的研究，Broad研究所的團(tuán)隊(duì)希望將研究規(guī)模擴(kuò)大，每次能夠研究數(shù)千個(gè)細(xì)胞核。于是，他們轉(zhuǎn)向了微流體。
研究人員受到了Drop-Seq方法的啟發(fā)。這是一種單細(xì)胞RNA-Seq技術(shù)，由哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)。它將單細(xì)胞與帶有DNA條碼的微珠一起包裹在微滴中，以便大大加速表達(dá)譜分析實(shí)驗(yàn)，同時(shí)降低成本。最終，他們開(kāi)發(fā)出DroNc-Seq方法。
為了檢驗(yàn)新方法的準(zhǔn)確性以及速度，研究人員利用DroNc-Seq對(duì)小鼠細(xì)胞系和腦組織進(jìn)行分析，并與Drop-Seq、sNuc-Seq以及其他較低通量的單細(xì)胞RNA-Seq方法進(jìn)行比較。結(jié)果顯示了靈敏、高效且無(wú)偏向的細(xì)胞分類(lèi)。
同時(shí)，他們還將新方法應(yīng)用于GTEx(Genotype-Tissue Expression)項(xiàng)目收集的人類(lèi)組織上。他們發(fā)現(xiàn)，它可以鑒定神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及大腦中其他細(xì)胞類(lèi)型特有的表達(dá)特征，還可以區(qū)分關(guān)系相近的細(xì)胞亞型。
總的來(lái)說(shuō)，DroNc-Seq是一種可靠且靈敏的單細(xì)胞測(cè)序方法，將為人類(lèi)細(xì)胞圖譜(cell atlas)的成功繪制鋪平道路。
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