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　　Microwell-Seq技術(shù)，高通量單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)的創(chuàng)新

　　High-throughput Single Cell RNA-Seq

　　每個(gè)細(xì)胞都是獨(dú)一無二的，但我們的研究對(duì)象往往是細(xì)胞群體，忽略了這些細(xì)胞之間的異質(zhì)性。正因如此，單細(xì)胞基因組學(xué)研究受到了越來越多的關(guān)注。

　　晶佰INNO系列單細(xì)胞測(cè)序平臺(tái)，專為單細(xì)胞RNA測(cè)序設(shè)計(jì)研發(fā)，是實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平轉(zhuǎn)錄組研究的創(chuàng)新平臺(tái)。普通RNA測(cè)序所提取的RNA源于樣本中的多個(gè)細(xì)胞，所以普通測(cè)序的結(jié)果不可避免的會(huì)受到不同細(xì)胞間異質(zhì)性(Heterogeneity)的影響，而單細(xì)胞RNA測(cè)序則是針對(duì)單個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行測(cè)序，能夠更好地幫助我們認(rèn)識(shí)細(xì)胞與細(xì)胞之間的差異。

　　新成員Microwell-Seq Kit，引入Microwell-Seq專利技術(shù)，帶來實(shí)現(xiàn)高通量單細(xì)胞RNA測(cè)序，即可同時(shí)對(duì)成千上萬個(gè)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞水平的轉(zhuǎn)錄組分析。細(xì)胞通過重力作用落到Microwell微孔板的微孔中，一個(gè)微孔只能容納一個(gè)細(xì)胞。微孔板加載帶barcode的磁珠，加載細(xì)胞和磁珠的過程可視化、加載效率可調(diào)節(jié)。接著，在微孔體系中進(jìn)行細(xì)胞裂解反應(yīng)，磁珠捕獲mRNA，給每個(gè)細(xì)胞的mRNA加上特異性標(biāo)簽。搜集磁珠，離心管中進(jìn)行第一鏈cDNA合成與cDNA擴(kuò)增?；贛icrowell-Seq技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)從細(xì)胞懸液到雙鏈cDNA的一站式過程。

　　Microwell-Seq特點(diǎn)

　　? 通量高——單個(gè)microwell微孔板可分離1，0000個(gè)細(xì)胞，可同時(shí)處理多張微孔板;80多萬種標(biāo)簽序列，讓一次性進(jìn)行群體細(xì)胞的復(fù)雜原代細(xì)胞群分析、細(xì)胞異質(zhì)性分析、細(xì)胞周期分析成為可能。

　　? 效率高——mRNA逆轉(zhuǎn)錄與擴(kuò)增后可獲得1-500ng高質(zhì)量雙鏈DNA

　　? 3’端擴(kuò)增——cDNA文庫(kù)轉(zhuǎn)座酶切斷后，3’端特異性擴(kuò)增

　　? 兼容性強(qiáng)——適合illumina所有的測(cè)序儀

　　? 污染小——污染小于0.6%

　　? 操作靈活——可實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞下落狀態(tài)，靈活性大

　　? 經(jīng)濟(jì)節(jié)約——相對(duì)單細(xì)胞測(cè)序而言，Microwell-Seq實(shí)現(xiàn)了高通量的單細(xì)胞測(cè)序，單個(gè)細(xì)胞成本大大降低。

　　Microwell-Seq應(yīng)用

　　Microwell-Seq適用于單個(gè)細(xì)胞的表達(dá)分析、腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性研究、免疫細(xì)胞群研究、干細(xì)胞分化研究、胚胎早期發(fā)育研究等領(lǐng)域。

　　1、 免疫細(xì)胞RNA-Seq，揭示機(jī)體免疫機(jī)制。

　　免疫反應(yīng)是集體對(duì)異己成分或者變異的自體成分做出的防御反應(yīng)，免疫細(xì)胞對(duì)抗原物質(zhì)的應(yīng)答反應(yīng)具有復(fù)雜性和不均一性的異質(zhì)性特點(diǎn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，取樣來自一大堆細(xì)胞，低估了免疫細(xì)胞的多樣性。并且，腫瘤的發(fā)育和免疫功能的失調(diào)有著密切的關(guān)系，細(xì)胞間廣泛存在的細(xì)胞異質(zhì)性使研究更加復(fù)雜化。而單細(xì)胞RNA-Seq可以揭示豐富的信息。利用高通量RNA-Seq對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分析，揭示細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)的旁泌機(jī)制。

　　2、 腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性研究，有望研究清楚腫瘤細(xì)胞的來源及分化演變的過程。

　　腫瘤細(xì)胞之間具有很大的異質(zhì)性，癌基因在同一腫瘤的不同細(xì)胞之間表達(dá)差異很大，根據(jù)不同的基因表達(dá)類型可將癌細(xì)胞分為多個(gè)亞群。腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性越高則預(yù)后性越差，不同的基因表達(dá)類型是導(dǎo)致腫瘤惡性程度或者耐藥性等差異的主要原因。對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析，研究清楚腫瘤細(xì)胞的來源及分化演變的過程，找到導(dǎo)致腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移、耐藥的機(jī)制以及相關(guān)基因和通路，對(duì)腫瘤的臨床治療提供靶向及指導(dǎo)。

　　3、 胚胎發(fā)育研究

　　哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育階段的細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析需要單細(xì)胞RNA-Seq技術(shù)。近年來，小鼠和人類胚胎早期發(fā)育階段的單細(xì)胞RNA-Seq分析陸續(xù)被報(bào)道。來自不同發(fā)育時(shí)期(卵細(xì)胞、受精卵、2-8期細(xì)胞、桑椹胚和囊胚)的胚胎細(xì)胞通過組成分分析或無監(jiān)督聚類等生物學(xué)分析方法可以正確地歸類，表明床前胚胎細(xì)胞具有動(dòng)態(tài)而規(guī)律的轉(zhuǎn)錄組變化。

　　4、 組織器官發(fā)育研究

　　組織器官發(fā)育是單細(xì)胞RNA-Seq技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。近年來陸續(xù)報(bào)道了多種組織器官(如肺、腦、腎、血液、內(nèi)耳等)發(fā)育過程的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析。研究表明，單細(xì)胞RNA-Seq能夠精細(xì)地分辨出組織器官發(fā)育過程中包括過渡細(xì)胞類型在內(nèi)的各種細(xì)胞類型的轉(zhuǎn)錄組。單細(xì)胞分辨率轉(zhuǎn)錄組圖譜的繪制必將有力推動(dòng)各種組織器官的發(fā)育生物學(xué)研究。

　　5、 干細(xì)胞發(fā)育以及分化研究

　　干細(xì)胞能夠分化成機(jī)體內(nèi)任何類型的細(xì)胞，既是研究人體早期發(fā)育的理想工具，也是細(xì)胞治療的寶貴資源。細(xì)胞間的差異和異質(zhì)性是干細(xì)胞群體固有的基本特性，如果我們對(duì)一群細(xì)胞進(jìn)行組學(xué)分析，這些關(guān)鍵的信息就會(huì)被掩蓋。而高通量單細(xì)胞RNA-Seq，則為干細(xì)胞發(fā)育和分化研究提供了有力的工具。

　　6、細(xì)胞表達(dá)圖譜

　　北京時(shí)間2月23，國(guó)際頂級(jí)期刊CELL雜志發(fā)表了浙大80后教授郭國(guó)驥團(tuán)隊(duì)的新研究成果，利用自主開發(fā)的完全國(guó)產(chǎn)化的Microwell-seq高通量單細(xì)胞測(cè)序平臺(tái)，對(duì)來自小鼠近50種器官組織的40余萬個(gè)細(xì)胞進(jìn)行了系統(tǒng)性的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，繪制了世界上第一張哺乳動(dòng)物細(xì)胞圖譜，小鼠圖譜的完成也將對(duì)下一步人類細(xì)胞圖譜的構(gòu)建帶來指導(dǎo)性的意義，并帶來細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、血液學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展?！緛碜耘炫刃侣劇?/span>

　　人類細(xì)胞圖譜計(jì)劃(the Human Cell Atlas)已經(jīng)啟動(dòng)，單細(xì)胞水平上的轉(zhuǎn)錄組研究是必然的一個(gè)人類課題，Microwell-Seq技術(shù)將單細(xì)胞分離技術(shù)和mRNA條碼技術(shù)創(chuàng)新性地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞的大規(guī)模集成化分析，大大節(jié)約了分析時(shí)間和成本，為研究細(xì)胞之間的異質(zhì)性帶來了希望。

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