基迪奧最新引進10x Genomics Chromium系統

顯微鏡和染色技術的發展，讓科研工作者看到了細胞和細胞器；X射線衍射法等結構分析技術的進步，推動了DNA分子雙螺旋結構的提出；核酸測序技術的發明，促使生命科學進入全新的基因組時代。

新技術手段的出現，讓科研工作者看到了不一樣的世界。而10x Genomics， 則讓轉錄組研究跨步進入單細胞時代。

基迪奧生物最新引進擁有的10x Genomics Chromium系統，是目前單細胞轉錄組研究領域通量最高，定量最準的系統。

技術原理

10x Genomics單細胞轉錄組測序（single cell RNA-seq, scRNA-seq），能夠以高通量和單分子解析度研究單個細胞表達譜，揭示複雜細胞群體的異質性，避免單個細胞的基因表達信號被群體的平均化所掩蓋。

圖1 10x Genomics的技術原理

基迪奧生物擁有的10x Genomics Chromium?系統，是目前單細胞轉錄組研究領域通量最高，定量最準的系統。其核心技術是微流體「雙十字」交叉系統形成的GEMs（Gel Bead-In-Emulsions），即油滴包裹的含有獨特Barcode標記信息的凝膠珠與細胞、酶的混合物。GEMs流到儲液器中並被收集，凝膠珠溶解釋放Barcode序列，對樣本進行標記。將所有GEMs的產物混合，構建標準測序文庫。該技術有以下優點：

圖2 10x Genomics技術的優勢

技術應用

圖3 10x Genomics單細胞轉錄組測序的應用領域

10x Genomics單細胞轉錄組測序主要應用於細胞群體研究，可進行單細胞轉錄組定量、細胞亞群體分類（圖 4）、不同亞群細胞差異表達基因篩選（標記基因篩選，圖5）、差異表達基因功能分析以及其他高級定製化分析。

分析內容：

1

單細胞轉錄組定量

2

細胞亞群體分類

3

不同亞群細胞差異表達基因篩選（標記基因篩選）

4

差異表達基因功能分析（GO功能分析、KEGG功能分析、轉錄因子注釋）

5

其他高級定製化分析

其中差異表達基因功能分析主要包括差異表達基因GO功能分析、KEGG功能分析和轉錄因子注釋等。

圖4 細胞亞群鑒定

圖5 各亞群標記基因篩選

案例解讀

下面以一篇NC文章中免疫細胞群體的亞型檢測為例，看下10xGenomics單細胞轉錄組測序的應用。

收集健康人donnor A外周血單核細胞（PBMCs），進行單細胞轉錄組測序分析（scRNA-seq）共獲得約68,000個細胞，平均每個細胞獲得20,000 reads，基因中位數和UMI中位數分別為525個和1,000個（圖6 a）。

圖 6 PBMCs不同亞群分類

聚類分析結果確定了10個不同的細胞亞群，細胞比例最低的亞群8隻佔0.3%（圖6 b）。通過不同亞群間基因的差異表達確定每個亞群的特異性表達基因，巨核細胞標記物PF4在亞群8中特異性高表達，表明亞群8是一類巨核細胞（圖6 c）。

對donnor A PBMCs進行細胞分選，分別對10個亞群進行scRNA-seq用來構建參考轉錄組表達譜，根據參考表達譜將68,000個PBMCs 進行分類（圖6d），分類結果在很大程度上與之前基於特異表達基因的分類結果一致。

Tips:

對單細胞轉錄組測序感興趣的老師和同學可留言諮詢，基迪奧生物有豐富的項目經驗，提供專業的解決方案和一對一的個性化分析服務，技術團隊會攜帶儀器上門服務！

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參考文獻

[1] Zheng GX Y, Terry J M, Belgrader P, et al. Massively parallel digital transcriptionalprofiling of single cells[J].Nature communications, 2017, 8: 14049.

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