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單細胞RNA測序不限于新鮮樣品,冷凍樣品也可行

日期:2017-03-10 09:01:39

 單細胞基因組學在近年來迅速發展,讓人們了解胚胎發育等動態過程中的細胞關系。然而,這種技術對新鮮起始材料的依賴限制了研究設計,因為人們不可能隨時隨地分離單細胞。不過,最近傳來的好消息是,當樣品預先冷凍時,從單細胞中生成轉錄譜的準確性似乎沒有受到明顯影響。

 

西班牙和以色列的研究人員收集了新鮮樣品的近700個單細胞以及冷凍在二甲基亞砜(DMSO)和液氮中長達6個月的800多個細胞,并開展RNA測序。他們的結果表明,冷凍確實損傷了一些細胞,不過剩余細胞的轉錄譜與新鮮樣品的結果一致。這些結果于近日發表在《Genome Biology》雜志上。

 

巴塞羅那科學技術研究所的國家基因組分析中心(CNAG-CRG)的Holger Heyn表示:“我們現在可以在治療過程中保存患者的材料,而不需要立即進行樣品處理。”這個團隊的合作者開始利用抗凍劑來保存樣品,“讓我們接觸到之前不在范圍內的樣品”。

 

目前大多數的單細胞RNA-Seq方法都需要在獲得樣品后直接處理,因此,Heyn及其合作者認為,在不同的時間或地點評估單細胞中轉錄本的能力實現了復雜的實驗設計,并拓寬了可用標本的范圍。

 

為了研究之前冷凍過的細胞是否可用于RNA-Seq,研究人員分析了1486個單細胞,這些來自人、小鼠和狗細胞系以及原代組織樣品。他們使用了IlluminaHiSeq 20002500測序儀以及一種稱為MARS-seq的單細胞RNA-Seq方案。MARS-seq方法于2014年在《Science》雜志上發布,重點是對3’端RNA進行文庫制備。

 

在單細胞分離過程中,研究人員使用的是熒光激活細胞分選(FACS)。他們報告稱,盡管冷凍保存與約20%-60%的分選細胞損傷有關,但來自新鮮樣品的670個單細胞與來自冷凍樣品的816個單細胞產生了相似的基因數量、轉錄本數量,以及細胞類型特異的表達譜。

 

之后,他們將分析擴展到更多的細胞,利用MARS-seqSmart-seq2(全長RNA測序)來評估新鮮和冷凍樣品之間的一致性。他們發現兩種樣品的結果相似,但K562細胞系產生了不同的結果。Heyn指出,冷凍保存也許是一種可行的方法,因為它允許對不同批次的細胞進行平行分析和比較。

 

作者總結道,“這種方法為拓寬單細胞基因組學研究的范圍提供了一種直接而強大的工具。冷凍保存很容易整合到標準的單細胞基因組學流程中,而無需修改目前已建立的方案。”

 


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