单细胞解决方案的蜕变 | 让单细胞RNA-seq走得更远

单细胞技术对科学家研究人类健康和疾病的方式产生了巨大的影响对CAR T细胞血液肿瘤的效果(1)认知功能障碍的机制(2)糖尿病肾病(3)在过去十年中，单细胞RNA测序是非常常用的分析技术(4)而我们仍面临着一些挑战

我们前方的道路将是什么样的？

总的来说，单细胞转录组学的使用伴随着样本存储运输方面的障碍，最明显的是样本采集和处理。处理新鲜细胞是颇具挑战性的，需要及时进行样本制备。此外，某些样本类型的获取会面临更多的困难，比如质量不佳的样本会产生受损的RNA，整块组织的处理需要样本采集和制备方面的专业知识，而生物样本库中的组织则缺乏有效的方法来提取完整的细胞或核酸进行分析。如果这些障碍始终存在，那么我们会面临丢失关键数据和新见解的风险。

PART.01

获得更多的样本类型

正如单细胞基因表达分析开启了生物学研究的根本性转变一样，随着技术的进步scRNA-seq可以走得更远，如今这项技术本身也发生了转变。Chromium单细胞基因表达Flex是一种基于探针的强大分析方案，它采用简单且普适的固定条件来实现样本存储和运输，而不会折损数据质量或破坏样本完整性。

在组织解离成单细胞之前对组织进行固定，这种能力填补了样本获取的空白，让您能够在采集点保留脆弱的生物学状态，批量开展分析和按照您的日程表开展分析，并对新鲜或固定样本（甚至是FFPE样本）进行全转录组分析。此外，基于探针的化学分析方法最 大限度地提高了灵敏度，因为每个基因有三对探针，而且与降解的RNA高度兼容，因为只需要50 bp的RNA。注：您可能对基因表达Flex并不陌生——它最初的名称是Chromium单细胞固定RNA分析（FRP）。我们以前讨论过这种分析，并详细介绍了其独特方案的优势（点击此处）。所有优点仍适用，我们只是更新了它的名称，以便更好地反映在样本兼容性、实验设置和物流流程方面的难以置信的灵活性。

PART.02

基因表达Flex vs. 久经考验的标准

如果您在设计单细胞实验时遇到了传统的障碍，或在使用其他方法时遭遇失败，您将会理解这种研究带来的挫败感。那么，让我们通过一个真实的例子来看看基因表达Flex如何解决这些样本获取和性能的问题。

我们一直以高标准来要求我们的Chromium单细胞试剂盒，并开发出可靠的实验方案，产生高度灵敏且可重复的结果。Fred Hutchinson癌症研究中心创新实验室的研究人员最近对我们的Chromium单细胞3’ 基因表达试剂盒和基因表达Flex进行了平行对比。该团队在两种分析中都使用了人类外周血单核细胞（PBMC）。按照各自的实验方案，他们分析了新鲜的3’ 样本，并对Flex样本进行了固定。此外，他们在使用Flex试剂盒时采用了可选的冷冻方案，也就是将固定的样本冷冻过夜，然后在开始分析前解冻。

他们发现基因表达Flex的细胞回收率高于3’试剂盒，并注意到（在探针杂交之前或之后）重新冷冻剩余细胞为未来的实验带来了更多好处。对所有文库进行测序并开展数据分析后，研究人员观察到Flex的灵敏度大约是3’分析的两倍，且各个重复之间具有很高的可重复性。

图1. scRNA-seq比较数据，来自@HutchInnovation。Chromium单细胞基因表达Flex（10X FRP；绿色）的灵敏度大约是Chromium单细胞3’基因表达试剂盒（10X 3’；红色）的两倍。

每个单细胞数据集的可视化分析表明，这两种分析都保留了细胞组成，而它们之间的UMAP聚类分析只有很小的差异。

图2. Chromium单细胞3’ 基因表达试剂盒（10X 3’；左）和Chromium单细胞基因表达Flex（10X FRP；右）数据的UMAP聚类分析，由@HutchInnovation提供。

PART.03

为单细胞转录组学设立新标准

Chromium单细胞基因表达Flex为您带来了出色的灵敏度，并扩展了样本范围，让您有更多的机会去揭示生物学见解。它在检测低表达基因时表现如何？转录因子呢？哪些罕见的细胞类型在早期的研究中没有得到体现？Fred Hutch创新中心团队分享的数据与我们自己的结果相呼应，证明了基因表达Flex在上述实验中是表现最出色的scRNA-seq分析。我们在广泛的样本类型以及不同的存储条件下观察到相同的灵敏度水平。在固定后长达六个月的时间内，可用读数和基因复杂性仍具有可比性，而更长期的研究还在进行中。对于存档的组织，我们的研发团队一直在努力提升对FFPE组织的兼容性。现在，这些珍贵样本有了一个可靠的单细胞方案，能够实现FFPE组织的解离并用于单细胞基因表达Flex。您可以点击阅读原文下载示范方案，其中包含试剂清单以及在各种组织类型上验证的最新信息。基因表达Flex所拥有的优势和多功能性让单细胞研究能够以全新的方式开展，让您的研究向前迈进一大步。

想了解更多关于Flex 的原理应用和实验设计，可关注“易研科技”视频号，5月10日下午15：00的直播。

关于北京易研科技有限公司

易研科技专注于为生命科学研究、基础医学研究等领域提供先进的产品及科技服务。

易研科技是10x Genomics的官方授权代理商，可为客户提供Chromium单细胞平台、Visium空间平台以及Xenium原位检测平台相关产品的技术讲解、仪器试剂销售及使用培训，以及相关测序数据的生物信息分析培训。

同时易研科技也提供动物解剖、组织解离、流式细胞分析与分选、质谱流式分析、蛋白多因子检测（Olink平台、Isoplexis平台、luminex平台、Ella平台）、RNA原位杂交（RNAscope平台）、多色荧光免疫组化实验、共聚焦显微成像、组织样本病理检测等全流程实验服务。

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