近来,中国科学院深圳先进技能研讨院医工所微纳系统与仿生医学研讨中心研讨员陈艳和南加州大学教授钟江帆协作,在针对稀有细胞样本的单细胞测序技能方面取得新进展。相关研讨成果以Improving single-cell transcriptome sequencing efficiency with a microfluidic phase-switch device为题在线发表于《剖析学家》(Analyst)上,并被选为封面论文要点介绍,助理研讨员张宝月为该论文的榜首作者。
单细胞测序技能是近年来迅速发展的生命科学前沿技能,它在单细胞水平提醒细胞的基因结构和基因表达状况,反映细胞间的异质性,为生命科学的研讨供给了共同的视角。近年来,单细胞测序技能在肿瘤、发育生物学、微生物学、神经科学等范畴发挥着重要的效果,成为了生命科学极具潜力的热门研讨东西。惯例的商品化渠道如10X Genomics、BD Rhapsody等系统首要适用于大规模细胞的别离和建库,但关于数目极端稀疏的一些宝贵样本,例如循环肿瘤细胞、胚胎干细胞等,其单细胞的高效捕获和测序前处理依然存在着很大的应战,传统的技能很难防止稀有样本的丢失,也难以在单细胞层次优化建库质量,满意深度测序的需求。
该研讨针对稀有细胞样本的剖析,提出了一种新颖的办法来进步单细胞转录组测序的功率,研发了集成数十个细胞捕获-控制单元的微流控芯片。在微流控芯片中,结合流体动力学规划的微筛结构与单细胞控制单元集成在一起,能轻松完成挨近100%的单细胞捕获率,并最大程度地减少了细胞的丢失,因而这种共同的芯片规划十分适合于细胞数量有限的生物样品。微流控芯片中引入了一种新式的液体-凝胶相变战略,可以快速地将单细胞封装为皮晋级巨细的水凝胶微滴,使其易于控制并坚持细胞活性,有助于完成后续的单细胞转录组扩增反响。一起,单细胞的转录组扩增在皮晋级的细小反响系统中进行,能大大的进步RNA-Seq中的逆转录功率。经过这个新颖的微流体渠道,科研人员可以一起捕获数十个人胚胎干细胞(hESC),然后经过芯片中的精准微阀控制,取得数十个皮升体积的单细胞样本,然后可以方便地构建用于深度单细胞转录组测序的高质量文库。该研讨中的单细胞转录组测序数据,验证了该办法可以进步转录组扩增的功率,并取得高质量的cDNA文库用于测序剖析。测序成果证明了人胚胎干细胞H9群落存在较大的异质性,并具有广谱的多能性。
该研讨构建了一种低成本、安稳牢靠的微流控渠道,能轻松完成高效的单细胞测序前处理,为单细胞测序的临床使用,特别是针关于稀有样本例如循环肿瘤细胞、前期发育胚胎细胞的精准剖析,供给了一种全新的思路,有助于科学家霸占现在液体活检研讨中的关键技能难点。
该研讨工作得到国家自然科学基金、广东省干细胞与安排工程专项、深圳市学科布局项目、中科院青年立异促进会等的赞助。
Analyst Inside Cover: 微流控单细胞测序新技能
来历:中国科学院深圳先进技能研讨院