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10x Genomics單細(xì)胞3'轉(zhuǎn)錄組+ATAC測(cè)序
背景介紹
單細(xì)胞測(cè)序是近年來(lái)生物學(xué)領(lǐng)域最火的技術(shù)之一，憑借其極高的分辨率能夠精準(zhǔn)的剖析樣本細(xì)胞組成信息，進(jìn)而揭示單個(gè)細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)狀態(tài)，并反映細(xì)胞間的異質(zhì)性。另外，現(xiàn)有單細(xì)胞平臺(tái)可以一次性分離幾千個(gè)單細(xì)胞，有助于發(fā)現(xiàn)新的細(xì)胞類(lèi)型。隨著單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，其在解析細(xì)胞異質(zhì)性，揭示微環(huán)境中細(xì)胞群體間的關(guān)系，追蹤疾病發(fā)生發(fā)展等研究中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，后續(xù)可為個(gè)性化預(yù)防、治療提供技術(shù)支持。
單細(xì)胞測(cè)序和傳統(tǒng)測(cè)序的區(qū)別
技術(shù)原理
10x Genomics平臺(tái)基于微流控技術(shù)分選單個(gè)細(xì)胞，將帶有barcode標(biāo)簽的凝膠珠與細(xì)胞或細(xì)胞核、酶以及分液油混合，產(chǎn)生成千上萬(wàn)個(gè)單細(xì)胞乳液微滴，每個(gè)微滴都作為單獨(dú)的反應(yīng)體系，凝膠珠在其中溶解，捕獲每個(gè)細(xì)胞的目標(biāo)分子，添加barcode并擴(kuò)增。這樣來(lái)自同一細(xì)胞或細(xì)胞核的所有片段都共享一種10x barcode。將成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的帶有barcode的產(chǎn)物混合，進(jìn)行下游反應(yīng)，從而產(chǎn)生與短讀長(zhǎng)測(cè)序儀兼容的文庫(kù)。在測(cè)序后，生物信息分析工具將利用可識(shí)別的barcode序列將測(cè)序片段定位到原本的單細(xì)胞或細(xì)胞核。
基于Next GEM技術(shù)的10x Genomics單細(xì)胞技術(shù)原理及工作流程
微滴結(jié)構(gòu)
注：微滴（GEM） 包裹了10x Genomics系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)微反應(yīng)，其中單細(xì)胞、試劑以及帶有barcode的凝膠珠都包裹在單個(gè)微滴內(nèi)。
10x Genomics單細(xì)胞多組學(xué)ATAC+轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
10x Genomics單細(xì)胞多組學(xué)ATAC及轉(zhuǎn)錄同時(shí)檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)上千個(gè)細(xì)胞在單細(xì)胞水平同時(shí)分析基因表達(dá)和染色質(zhì)可及性。提供了單細(xì)胞基因表達(dá)譜及表觀(guān)基因組的統(tǒng)一視圖。同時(shí)利用兩種模式，可提高細(xì)胞狀態(tài)的分辨率，識(shí)別差異基因表達(dá)的驅(qū)動(dòng)因子，并發(fā)現(xiàn)具有相似轉(zhuǎn)錄譜但染色質(zhì)功能不同的細(xì)胞。對(duì)于理解腫瘤異質(zhì)性的驅(qū)動(dòng)因素，揭示耐藥機(jī)制以及導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病或免疫性疾病的細(xì)胞類(lèi)型具有重要意義。
單細(xì)胞ATAC+轉(zhuǎn)錄聯(lián)合檢測(cè)產(chǎn)品凝膠珠構(gòu)成
單細(xì)胞核ATAC+轉(zhuǎn)錄聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)原理
單細(xì)胞ATAC+轉(zhuǎn)錄聯(lián)合檢測(cè)實(shí)驗(yàn)流程
結(jié)果展示
scRNA與 scATAC細(xì)胞分群圖（左）； scRNA與scATAC細(xì)胞類(lèi)型相關(guān)性分析（右）
基因調(diào)控原件與基因表達(dá)分群熱圖（左）； 基因調(diào)控原件與基因表達(dá)氣泡圖（右）
基因調(diào)控原件與靶基因的聯(lián)合分析（左）； scRNA與scATAC擬時(shí)間序列分析（右）
基因共可及性分析（左）； 差異Peak峰與基因表達(dá)關(guān)系（右）
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
超高通量
標(biāo)準(zhǔn)模式下，每個(gè)樣本可檢測(cè)500-10,000個(gè)細(xì)胞，高通量模式下，每個(gè)樣本可檢測(cè)1,000-20,000個(gè)細(xì)胞；
高捕獲率
每個(gè)樣本捕獲效率高達(dá)65%，高效捕獲每個(gè)細(xì)胞中的基因表達(dá)信息；
高性?xún)r(jià)比
與低通量或傳統(tǒng)人工操作等方法相比，成本降低數(shù)十倍；
廣泛應(yīng)用
對(duì)細(xì)胞類(lèi)型無(wú)限制，已廣泛應(yīng)用于識(shí)別細(xì)胞周期、腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性、鑒定罕見(jiàn)細(xì)胞類(lèi)型、免疫細(xì)胞分析、疾病分型等領(lǐng)域；
經(jīng)驗(yàn)豐富
百奧醫(yī)藥技術(shù)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已累積100余種不同組織類(lèi)型、數(shù)千余個(gè)樣品的10x Genomics單細(xì)胞測(cè)序經(jīng)驗(yàn)。
送樣要求
應(yīng)用方向
應(yīng)用案例
流感疫苗誘導(dǎo)的免疫細(xì)胞表觀(guān)基因組和轉(zhuǎn)錄全景圖
The single-cell epigenomic and transcriptional landscape of immunity to influenza vaccination
發(fā)表雜志：Cell （IF: 41.582）； 發(fā)表時(shí)間： 2021年 7月； 應(yīng)用技術(shù)： 10x Genomics單細(xì)胞ATAC測(cè)序， 10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
新的證據(jù)表明，表觀(guān)基因組在免疫中起著重要作用。在這里，我們?cè)趩渭?xì)胞水平繪制了人類(lèi)流感疫苗免疫的表觀(guān)基因組和轉(zhuǎn)錄景觀(guān)。季節(jié)性流感疫苗在單核細(xì)胞和髓樣樹(shù)突狀細(xì)胞（mDCs） 中誘導(dǎo)H3K27ac持續(xù)減少，這與toll樣受體刺激導(dǎo)致的細(xì)胞因子反應(yīng)受損有關(guān)。單細(xì)胞ATAC-seq分析顯示，在接種疫苗后，在ap-1靶向位點(diǎn)染色質(zhì)可及性降低的單核細(xì)胞具有表觀(guān)基因組上獨(dú)特的亞群。接種as03佐劑的H5N1大流行性流感疫苗也觀(guān)察到類(lèi)似的效果。然而，該疫苗也刺激了單核細(xì)胞和mDCs中干擾素反應(yīng)因子（IRF） 位點(diǎn)染色質(zhì)可及性的持續(xù)增加。這與抗病毒基因的表達(dá)升高以及對(duì)不相關(guān)的寨卡病毒和登革病毒的抗性增強(qiáng)有關(guān)。這些結(jié)果表明，接種疫苗可刺激先天性免疫系統(tǒng)的持久表觀(guān)基因組重塑，并揭示AS03作為表觀(guān)遺傳佐劑的潛力。
研究流程圖（左）；單細(xì)胞ATAC和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組細(xì)胞分群圖（右）
富集通路網(wǎng)絡(luò)分析
