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烈冰助力snRNA-Seq||震驚!凍存樣本也能做單細胞? 時間:2021-04-21

前言

  臨床研究發現,多次全麻手術可能會引起嬰幼兒患者遠期語言和社交能力的降低,但科研實驗中卻發現,非人靈長類和嚙齒類動物模型之間尚存在一定的差異,多次麻醉的幼鼠很難觀察到社交能力的損害。而非人靈長類與嬰幼兒表征更為相近。因此,解析非人靈長類和嚙齒類動物之間的細胞差異,對于研究了人類神經系統疾病包括全麻藥物的神經發育毒性機制尤為重要。


烈冰助力

   近日,上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院麻醉科姜虹教授、張磊老師和中科院腦智卓越中心仇子龍教授研究團隊合作利用單細胞核測序技術對獼猴和小鼠腦組織進行對比研究,首次描繪了幼年獼猴杏仁核的神經細胞類群圖譜,同時對比了幼年獼猴和幼年小鼠之間的差異。該研究成果以“Molecular taxonomy of the primate amygdala via single-nucleus RNA sequencing analysis”為題發表于《Science Bulletin》(IF 9.5)。

烈冰生物參與了本研究的單細胞核測序實驗和數據分析工作


基本信息

  • 樣本信息:

2只出生后35天,雄性獼猴,杏仁核組織,每只取3個重復樣本

  • 單細胞核捕獲平臺:

10X Genomics 平臺

  • 細胞數量:

共計26,400個細胞,細胞中平均鑒定出2500個基因和5500個轉錄本


分析結果


  通過細胞聚類分析和鑒定,獲得了20種不同的細胞大群,分別屬于五大細胞類型:包括興奮性神經元、抑制性神經元、星形膠質細胞、少突膠質細胞(PC)和少突膠質祖細胞(OPC)。進一步對興奮性神經元(12816個細胞)劃分為19個亞群,發現SLC17A7是主要表達的標志物。抑制性神經元(4215個細胞)劃分為14個亞群。兩種標志物GAD1和GAD2均普遍高表達。


新細胞亞型鑒定

膠質細胞亞群中,作者確定了靈長類動物特有的兩種新的星形膠質細胞亞型(AS4和AS5), NPSR1選擇性地富集在AS4細胞群, 而T8SIA2和SEMA3C則選擇性地高表達在AS5細胞群。靈長類動物特異性的星形膠質細胞亞型可能會導致神經回路的形成。


不同物種間基因表達差異比較



最后,作者們用了LIGER算法比較了物種間的基因表達差異,他們發現,與小鼠不同的是,NHS 選擇性的高表達在獼猴NOS1-陽性的抑制性神經元,SERPINI1選擇性的高表達在獼猴少突膠質細胞。

總之,該文章使用snRNA-seq系統性地描繪了獼猴杏仁核神經細胞類群圖譜,同時對比了幼年獼猴和幼年小鼠之間的差異,發現了靈長類杏仁核的神經元功能可能與其在嚙齒動物杏仁核中的功能不同。這些結果會更進一步促進發育大腦麻醉神經毒性的研究。



為什么要做單細胞核測序?單細胞測序如此如火如荼,還有啥解決不了的嗎?

單細胞測序功能強大眾所周知,但它對樣本也有著更高的要求。嘮清楚這個事兒,就要從單細胞測序的要求和技術特點講起了:


  • 首先

scRNA-seq要求組織樣本必須新鮮,消化后細胞活性至少要70%,而凍存樣本,細胞活性喪失,死細胞無法進行scRNA-seq。

  • 其次

scRNA-seq不可避免的要進行樣本消化解離,而一些特殊組織樣本,或者對實驗消化體系存在偏好性的樣本,未必能經受住消化過程的考驗,這就可能造成捕獲細胞類型占比失常或者某些基因應激表達,導致數據失真。

  • 再者

對于特殊樣本,如果存在細胞體積偏大或形狀不規則的細胞,消化后直接進行單細胞捕獲容易造成堵管,存在無法捕獲到細胞的風險。


這些問題單細胞核測序可以解決?

  snRNA-Seq無疑是這些問題的救星,這要歸功于snRNA-Seq的法寶——凍存樣本直接制核。因此無需考慮樣本新鮮和時效性問題,無需考慮細胞實際體積問題,無需考慮消化偏好性問題。snRNA-seq 直接捕獲的是細胞核內的核酸信息,雖然丟失了細胞質內的RNA,但依舊保存單細胞測序的高分辨率,能夠準確區分細胞異質性。


哪些組織適合做單細胞核測序?

前期有scRNA-seq的鋪墊,核測序像是站在了巨人的肩膀上,目前廣泛應用于腦組織神經科學,肌肉,心臟,腎臟,肺臟,胰臟以及多種腫瘤組織中,當然,核測序也有自己的局限性,比如某些細胞類型可能存在制核困難,而針對具體研究領域,您可隨時給烈小冰留言,我們將有專門技術大神一對一為您解答~


為什么提供核測序服務的公司少之又少?

傳統的樣本制核方法需要分為兩步:

1. 樣本先消化成單個細胞。

2. 消化后再進行核制備。

  這種操作方法繁瑣且會帶來很多實驗誤差,容易導致制核失敗,這也是很多公司無法提供完善服務方案的原因,而烈冰生物突破性改進制核手段,跳過樣本消化步驟,凍存組織直接制核,消除因消化偏好性造成的細胞解離偏差,且保證制核質量遠高于上機捕獲要求,突破了原有傳統 snRNA-seq 的技術局限性。


烈冰一站式精準單細胞測序服務

烈冰生物具備全套單細胞分選平臺,為您提供完整的單細胞核測序全服務流程,涉及各種類型樣本核制備、完善的實驗質控流程、個性化的數據分析。

歡迎致電 021-51827998 聯系我們。


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