記事一覧

10x Genomics? CD player? 傻傻分不清楚?

     原創文章     引用請註明出處
10x Genomics簡介

最近小編常在開玩笑10x Genomics的操作平台看起來就像是一台CD player,然而近年來10x Genomics ChromiumTM儼然成為在單細胞RNA定序上最炙手可熱的平台,短短兩年內,用該平台研究單細胞轉錄體已發表8篇高影響因子的文章,平均影響因子為23.9,其中包含了2篇Cell跟1篇Nature的文章。該平台在單細胞轉錄體定序的研究上到底有哪些優勢,為什麼頻頻發表高分文章?今天小編就帶你去認識一下這款革命性的單細胞定序神器
表 10x Genomics 轉錄體定序相關文章-s2

10x Genomics單細胞的分離與標記

10x Genomics ChromiumTM平台,體積雖小,但功能齊全,性能強大。

10x 平台-s

該平台可以在七分鐘內完成100∼80,000個細胞的油滴包裹反應,具有高通量,週期短,重複率低的優點。經由該平台所包裹的個別細胞會被貼上獨特的分子標籤,因此可對單個樣本中的數千個細胞同時建庫,大大的節省了建庫的費用。

該平台的核心技術是利用上百萬個獨特的Barcode序列來標記細胞。首先,含Barcode訊息的Gel beads與細胞和酵素的混合物混合後,會位於平台中的微流體 “雙十字” 交叉系統中進行油滴包裹的反應來生成GEM。接下來,單一油滴內的Gel bead會溶解並釋放barcode序列來標記單一細胞。最後,將每個GEM中含有Barcode信息的產物混合,並構建標準的測序資料庫。

圖二 GEM關鍵原理圖-s

每個Gel bead表面攜帶很多具有相同Barcode信息的序列,該序列由四個部分所組成,如下圖所示。
圖三 Gel bead 圖示-s

有效形成的GEM中只包裹單一細胞和一個Gel bead,以及反轉錄所需的酵素跟試劑,再反轉錄的過程中,細胞裂解釋放mRNA到油滴中,此時與Barcode相連的Poly(dT)會與mRNA上的poly(A)互補,並將barcode序列在反轉錄的過程中添加到cDNA序列中。

圖四 GEM的實物圖-s2

10x Genomics單細胞轉錄體分析內容

Cell RangerTM分析流程是針對10x Genmics ChromiumTM單細胞轉錄體定序所開發的完整分析流程,包括數據拆分, 細胞數目統計, 基因表現量, 細胞分群及差異分析。

圖五 t-SNE分析-s

10x Genomics單細胞轉錄體定序性能驗證

對不同類型的細胞沒有偏好性,單一油滴內的細胞重複率低於2%,UMI系列能進一步消除PCR擴增的偏好性,使得基因定量更準確。

圖六 測試

應用方向

1. 免疫學方面的應用
利用10xGenomics單細胞轉錄體定序的強大功能,在針對周邊血液單核細胞(PBMCs)進行分析,可以輕易的將所有的細胞更精準地加以分群,從中發現新的細胞表面標定物,並且獲得個別細胞的基因表現圖譜,有利於對少量特殊細胞更進一步的研究。

Picture1-s.jpg

2. 癌症醫學方面的應用
10x Genomics單細胞轉錄體定序對於腫瘤細胞異質性的分析, 細胞類型的鑑定以及微量細胞的偵測上同樣具有相當高的應用價值。舉個例子來說,利用10x Genomics 將急性骨髓性白血病(Acute Myeloid Leukemia, AML) 病人的PBMCs進行分群,然後將骨髓性細胞(myeloid population)的這個細胞次分群跟正常的PBMCs作比較後發現,在AML病人的骨髓性細胞中,FLT3這個訊息傳遞路徑是被高度活化的,而這是在過去利用整群細胞(bulk cells)來進行分析時所無法被發現的。

癌症醫學的應用-s

3. 幹細胞方面的研究
藉由10x Genomics單細胞轉錄體定序的分析來將幹細胞更仔細地進行分群後,可以藉由比較不同群組的細胞其基因表現圖譜之間的差異來發掘跟調控幹細胞自我增生或進行細胞分裂等相關的基因。

stem cell-s

4. 神經學及罕見疾病方面的應用
針對腦部細胞或是神經細胞以10x Genomics單細胞轉錄體定序加以分析,可以靈敏的檢測出數量很少的新細胞類型,從中對於腦細胞及神經細胞有進一步的了解。而且也可以藉此發掘一些跟罕見疾病(如:阿茲海默症, 紅斑性狼瘡)相關的神經細胞型態或是治病機轉。


圖爾思生物科技/ 諾禾致源文案

留言

發表留言

秘密留言