单细胞解离那些事

单细胞核测序技术

在有些情况下,细胞是很难完整分离的,比如长期保存的组织,或者大脑细胞和脂肪细胞。在分离细胞时所用的酶和破坏力往往会影响其他细胞区室的内容。此时,单核RNA测序就显得特别重要。

细胞核转录组是否代表了整个细胞的转录组,以及在snRNA-seq中发现的基因是否或多或少与特定研究相关。一些比较单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单核RNA测序的研究表明,转录本在整个细胞和细胞核中的表达程度相当。

单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的飞速发展使人们对组织中细胞种类、细胞的特殊状态有了深入认识。但是,scRNA-seq对于器官或者固体组织制备的细胞悬液的细胞活性和细胞数目有着较高的要求,这也意味着 “躺在”超低温冰箱中的大量珍贵临床样本(脑组织,肿瘤组织等)都无法进行scRNA测序。单细胞核RNA测序技术(snRNA-seq)的出现,则在很大程度上解决了以上问题。

虽然细胞核内的遗传物质可以大体代表整个细胞,然而,细胞质和细胞核之间的RNA类型和比例却存在一定的差异。RNA首先在细胞核内转录,并在细胞核内积累到稳定状态。在细胞质中, mRNA根据其出核率和不同的命运,包括转运到特定的亚细胞位置、核糖体的翻译、小RNA的降解等,达到不同的稳态水平。研究人员发现,细胞核RNA中含有大量的非编码序列,其中包含41%的基因间区序列和25%的内含子序列。同时,研究人员也发现有41.7%的转录本序列只在细胞核中存在。多项研究表明,将内含子区域的reads增加了snRNA-seq的敏感性,并提高识别细胞类型的分辨率。因此,在处理单细胞核RNA测序数据时,纳入内含子序列具有重要意义。下面,就让我们详细了解一下针对不同组织样本进行snRNA-seq的部分案例与要点。

单细胞核测序技术在样本适用性上较单细胞RNA测序技术更有优势,它不局限于新鲜的组织样本,适用于冰冻样本。此外,单细胞核的制备相对于单细胞悬液的制备要更简单,可以尽量减少酶解,机械压力诱导的假的细胞类群的产生。在数据分析方面,单细胞核RNA测序可以获得内含子区、基因间区的数据,使细胞类型的鉴定分辨率更高,获得的基因信息相对更加丰富。

很多老师想要研究某些特殊样本,例如心肌细胞和神经元;也有很多老师手上有颇为珍贵的临床冻存样本,但是受限于单细胞测序对于样本的严格要求——细胞数量要求大于105个、活细胞数在90%以上、细胞直径小于40μm等,只能望“单”而叹!

同时,受限于样本解离过程,单细胞测序存在三大问题

  1. 仅适用于新鲜组织样本,对于冻存样本,由于细胞已经丧失活性,因此无法开展scRNA-seq。
  2. 解离过程会诱导应激基因的表达,引起细胞转录模式发生“人为改变”(artifactual transcriptional stress responses),造成转录偏好(bias)。这样获得的数据无法真实的反应样本的细胞转录状态,结果的可靠性大大降低。
  3. 对于很多实体组织,如脑、心脏、肾脏等,蛋白酶倾向于将易于解离的细胞类型解离下来,因此会丢失不易解离的细胞;同时一些较为敏感的细胞可能会因为解离过度而破碎。这样,解离过程无法有效的获取到组织中的所有细胞类型,结果的准确性大为降低。
    由于上述问题,单细胞核测序(snRNA-seq)逐渐受到人们重视!

单细胞测序的科研人员都会遇到以下这样的问题:

  1. 单细胞RNA测序不能准确地捕获组织中所有细胞类型(比如肾脏,脑),因为单细胞解离本身可能损害敏感细胞。

  2. 目前用于单细胞解离的酶和机械方法会引入了因裂解压力诱导的转录产物。

  3. 活性蛋白酶倾向于选择易解离的细胞类型。不易解离的细胞可能会被丢失。

  4. 目前的方法与冷冻样本材料不兼容(冷冻样本不能用于单细胞测序),但是有的时候,临床所取的样本需要等待病理诊断后才能去做单细胞测序(比如肾脏活检样本),因此为了保证样本的RNA稳定性,需要进行冻存。

image.png

REF

https://www.bilibili.com/video/BV1wf4y1X7eq?from=search&seid=15081398626874780059

http://www.ebiotrade.com/newsf/2019-12/2019129172619642.htm

https://www.seqchina.cn/12456.html

https://www.bilibili.com/read/cv7707622
单细胞核测序技术 - emanlee - 博客园 https://www.cnblogs.com/emanlee/p/14953979.html

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,088评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,715评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,361评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,099评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 60,987评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,063评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,486评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,175评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,440评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,518评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,305评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,190评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,550评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,880评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,152评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,451评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,637评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容