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单细胞转录组测序

单细胞转录组测序

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Q&A

  单细胞转录组测序(Single-cell RNA-sequencing, scRNA-seq)是在单个细胞水平对 mRNA 进行高通量测序的一项新技术,其原理是将多细胞生物分离的单个细胞中微量的转录组 mRNA 通过高效扩增后再进行高通量测序。单细胞转录组测序能够有效解决组织样本无法破解的细胞异质性难题以及常规RNA-seq被掩盖的细胞群内的转录组异质性难题,有助于发现新的稀有细胞类型,并深入了解发育过程中的表达调控机制。

 

  样本类型

  组织、单细胞悬液、血液等;

 

  实验流程

 

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  10x Genomics单细胞转录组实验流程

 

  分析流程

 

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单细胞转录组生信分析流程图

  

       应用方向

  a.大规模细胞图谱构建;

  b.稀有细胞类型鉴定 & 细胞亚群细化;

  c.肿瘤异质性及肿瘤微环境研究;

  d.免疫方向研究;

  e.细胞发育及分化研究。

  

       产品优势

  a.真正的单细胞水平测序,细胞的捕获效率高;

  b.解离经验丰富、接受多种的样本类型;

  c.样本处理、分选、上机、测序、分析一站式服务;

  d.项目服务周期短,技术应用范围广。

  案例一  单细胞水平的产前小鼠外生殖器发育和性别二态图谱

  外生殖器的先天缺陷是世界上最常见的缺陷之一。外生殖器的正确形成需要一个高度协调的过程,涉及特殊的细胞群和性二态性激素信号。很明显两性发育的最终结果是雄性的阴茎与雌性的阴蒂。然而,参与该过程的细胞群仍然不明确。在这里,我们在小鼠胚胎中使用单细胞mRNA测序来揭示关键形态发生窗口期间外生殖器细胞群的动态变化。我们发现,总体而言,雄性和雌性的外生殖器主要由相同的核心细胞成分组成。在双潜能发育阶段(胚胎期或E14.5),雄性和雌性之间的细胞群组成几乎没有差异。尽管细胞群组成相似,但在早期 (E16.5) 和晚期 (E18.5) 分化阶段,雄性和雌性之间出现了关键性分化发育途径的遗传差异。这些差异包括对雄激素和雌激素具有明显反应的离散细胞群。通过晚期性分化(E18.5),雄性和雌性生殖器中独特的细胞群变得明显,并分别富含雄激素和雌激素反应基因。这些数据提供了对外生殖器形态发生的见解,可用于了解与外生殖器缺陷相关的疾病。

 

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Reference:Amato C M , Yao H C. Developmental and sexual dimorphic atlas of the prenatal mouse external genitalia at the single-cell level[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2021, 118(25):e2103856118.

 

  案例二  局部前列腺癌中MYC和RAS共同激活驱动骨转移和去势抵抗

  体内转移精确建模的困难给理解致死性前列腺癌的复杂性带来了特殊的挑战。最近有研究人员表明,NPKEYFP小鼠(Nkx3.1CreERT2/+;Ptenflox/flox;KrasLSL-G12D/+;R26R-CAG-LSL-EYFP/+)发展的前列腺癌具有较高的骨转移渗透率,从而能够成功的在体内和体外检测和追踪骨转移。对这些骨转移小鼠的转录组和全外显子组分析揭示了人类和小鼠之间保守的独特分子谱,以及来自原发肿瘤的亚克隆分支的特定模式。研究人员通过来自小鼠及人类数据库和单细胞转录组数据的整合以及体内功能研究,阐释了一个与前列腺癌转移相关的独特的MYC/RAS共同激活特征。最后,在不同临床队列接受雄激素受体治疗的人类患者中,研究人员发现了一个具有转移时间预后价值和预测治疗响应的基因,从而揭示了具有潜在转化意义的保守转移机制。

 

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Reference:Arriaga J M , Panja S , Alshalalfa M , et al. A MYC and RAS co-activation signature in localized prostate cancer drives bone metastasis and castration resistance[J]. Nature Cancer,2020.

 

  案例三  在慢性病毒感染中抑制性中性粒细胞需要P1M1来维持代谢健康与生存

  机体在应对慢性病毒感染下会产生相应的免疫反应。然而,骨髓细胞对慢性病毒感染反应中的作用尚不清楚。为了解决这个问题,研究人员对急性和慢性淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)感染期间的髓系细胞进行了单细胞RNA测序,确定了一组慢性感染的抑制性中性粒细胞。抑制性中性粒细胞高度表达编码Moloney鼠白血病病毒-1 (PIM1)的原病毒整合位点的基因,这是一种已知可促进线粒体健康和细胞存活的激酶基因。PIM1的药理学抑制选择性地减少抑制性中性粒细胞介导的免疫抑制,而不影响单核细胞源性抑制细胞 (M-MDSC)的功能。减少抑制性中性粒细胞的积累可增强CD8+T 细胞的功能。从机制上讲,PIM激酶活性是维持抑制性中性粒细胞融合线粒体网络所必需的,但在M-MDSC中并非如此。此外,PIM 激酶功能的丧失会增加抑制性中性粒细胞的凋亡。

 

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Reference:Volberding P J , Xin G , Kasmani M Y , et al. Suppressive neutrophils require PIM1 for metabolic fitness and survival during chronic viral infection[J]. Cell Reports, 2021, 35(8):109160.

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单细胞转录组分群图

 

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基因表达可视化

 

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 差异基因表达可视化

 

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KEGG 富集分析

 

GO 富集分析

 

动物细胞:单细胞悬液;植物细胞:原生质体

细胞活率:>80%

细胞大小:直径<40μm

细胞浓度:700~1200 cells/ul

细胞数目:1x105 cells/sample

运输:2~8℃低温冷藏运输。

如客户需要,可提供上门服务。

具体的送样相关的信息详见《武汉生物样本库单细胞测序送样须知》。附:

  

     

  Q1:通过10x Genomics平台进行单细胞RNA-Seq的组织样品,是否可以提供前期处理的方法?

  答:我们可以与客户交流前期处理出现的问题,给出相应的建议。

  Q2:冻存细胞/组织样本寄送前有哪些注意事项?

  答:需要提前与当地项目经理沟通,预约实验日期,提前告知样品送达时间,注意运输温度,防止细胞活性降低。

  Q3:可以提供上门解离服务吗?

  答:可以上门解离,但需要客户实验室提供离心机、PCR仪等仪器。

  Q4:请问10x Genomics单细胞RNA-Seq可以进行可变剪切等结构变化分析吗?

  答:10x Genomics单细胞RNA-Seq产品主要定位为基因表达定量分析为主,数据不建议进行可变剪切等基因结构变化分析。如需研究结构变异信息,可进行单管单细胞RNA测序。

  Q5:细胞物种没有相应的参考基因组,可以做这个产品吗?

  答:产品分析需要基于一个良好注释和组装的参考序列,基因注释不完善或只注释到转录本,没有注释到基因等的不完善参考序列,会出现占用内存过多,即使对转录本进行去冗余及重新构建,得到的结果可能会不太好,需要客户明确其风险因素。

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  • 武汉生物样本库单细胞测序送样须知

    武汉生物样本库单细胞测序送样须知
    文件大小: 360KB 发布时间: 2022-03-10
2022-03-10 17:58:00
发布时间:2022-03-10

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