去年,Broad研究所的研究人員在《Science》上發(fā)表了一種稱為sNuc-Seq的單核RNA測序方法。這種方法讓人們能夠研究那些難以分離的單細(xì)胞中的基因表達(dá)譜。如今,Broad研究所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊克服了sNuc-Seq應(yīng)用的一大障礙:規(guī)模。
8月28日,研究人員在《Nature Methods》上發(fā)表了他們的成果。通訊作者是Broad研究所的兩位牛人科學(xué)家:張鋒(Feng Zhang)和Aviv Regev。這種稱為DroNc-Seq的單細(xì)胞表達(dá)譜分析技術(shù)混合了sNuc-Seq和微流體,能夠?qū)Y(jié)構(gòu)復(fù)雜組織的基因表達(dá)進(jìn)行大規(guī)模的并行測定。
對于大腦等復(fù)雜組織而言,單細(xì)胞研究有著獨(dú)特的吸引力。然而,在研究神經(jīng)元及其他細(xì)胞的基因表達(dá)時,研究人員總是覺得困難重重。這是因為分離細(xì)胞的過程會影響RNA含量,也不能準(zhǔn)確地反映細(xì)胞類型的真實比例。此外,這些過程也不適用于冷凍保存的組織。sNuc-Seq則利用從細(xì)胞中提取出的單個細(xì)胞核作為起始材料,成功繞過這些問題。
不過,sNuc-Seq是一種低通量的技術(shù),它利用96孔或384孔板來采集和運(yùn)行樣本。為了實現(xiàn)更高效的研究,Broad研究所的團(tuán)隊希望將研究規(guī)模擴(kuò)大,每次能夠研究數(shù)千個細(xì)胞核。于是,他們轉(zhuǎn)向了微流體。
研究人員受到了Drop-Seq方法的啟發(fā)。這是一種單細(xì)胞RNA-Seq技術(shù),由哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員開發(fā)。它將單細(xì)胞與帶有DNA條碼的微珠一起包裹在微滴中,以便大大加速表達(dá)譜分析實驗,同時降低成本;他們開發(fā)出DroNc-Seq方法。
為了檢驗新方法的準(zhǔn)確性以及速度,研究人員利用DroNc-Seq對小鼠細(xì)胞系和腦組織進(jìn)行分析,并與Drop-Seq、sNuc-Seq以及其他較低通量的單細(xì)胞RNA-Seq方法進(jìn)行比較。結(jié)果顯示了靈敏、高效且無偏向的細(xì)胞分類。
同時,他們還將新方法應(yīng)用于GTEx(Genotype-Tissue Expression)項目收集的人類組織上。他們發(fā)現(xiàn),它可以鑒定神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及大腦中其他細(xì)胞類型有的表達(dá)特征,還可以區(qū)分關(guān)系相近的細(xì)胞亞型。
總的來說,DroNc-Seq是一種可靠且靈敏的單細(xì)胞測序方法,將為人類細(xì)胞圖譜(cell atlas)的成功繪制鋪平道路。