BD Rhapsody单细胞多组学平台介绍
BD Rhapsody单细胞分析系统通过简单的微孔板工作流程和多重条码标记系统，以自然沉降的方式捕获细胞，并对高通量的细胞进行多组学信息的捕获，由此获得的信息可进一步生成各种类型的二代测序文库。之后对文库进行测序和数据分析，以获得高维分辨率的单细胞信息。BD Rhapsody单细胞分析系统支持全过程可视化质控，有效保证实验成功率。
BD Rhapsody单细胞多组学平台优势
·百万级细胞通量，芯片的每个通道可上100-60,000个细胞，兼容稀少样本、常规样本、海量样本；
· 支持多样本混样检测，降低批次效应；
· 支持单细胞表面蛋白检测，辅助转录组进行精细细胞定义；
· 高效捕获粒细胞群体，可反映更真实的粒细胞占比；
· 适用于特殊样本类型，如植物、海洋生物；
· 支持同一实验同时检测同一样本的转录组、免疫组库及蛋白组信息。
BD Rhapsody单细胞多组学平台适用的特殊样本类型
1、粒细胞
众所周知，粒细胞是非常脆弱的一类细胞，也是目前很多单细胞测序平台比较容易丢失的一类细胞。嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞更是罕见的先天性免疫细胞类型。粒细胞在表型、形态以及功能等方面呈现了显著的多样性。系统性地描述粒细胞亚群的组成对于相关疾病机制研究以及疾病治疗都非常有必要。BD Rhapsody单细胞测序平台，以自然沉降的方式对单细胞进行分离捕获，没有额外的剪切力和试剂的刺激，对细胞更温和，能够高效地捕获各种类型的细胞，包括在其他平台容易丢失的粒细胞、肝实质细胞等。
2、植物
细胞壁主要成分包括果胶、纤维素、半纤维素。利用纤维素酶和离析酶等去除细胞壁，将植物细胞制备成原生质体，是植物单细胞研究的首要环节。制备原生质体的过程中，容易产生细胞碎片及杂质，这对基于微流控技术的单细胞捕获平台而言，有堵孔风险。再者，在有压力、油相及破油剂刺激的情况下，植物原生质体容易发生应激反应，改变生理状态。BD Rhapsody单细胞平台通过自然沉降的方式捕获细胞，有效规避上述风险。
3、海洋生物
海洋生物通常适配高渗透压buffer，对基于微流控技术的单细胞捕获平台而言，会影响细胞捕获效率，而替换buffer又会降低反转录效率。BD Rhapsody单细胞平台兼容各类型的buffer，有效助力各种特殊样本类型的细胞捕获。
BD Rhapsody单细胞多组学平台应用案例
文献一
Pluripotency acquisition in the middle cell layer of callus is required for organ regeneration
器官再生需要在愈伤组织的中间细胞层获得多能性
发表期刊：Nature Plants
影响因子：15.79
组织类型：拟南芥愈伤组织
愈伤组织是一群多能细胞，它可以在根诱导培养基上或在芽诱导培养基上分别再生出根或芽。然而，作者对愈伤组织形成过程中获得多能性的机制了解有限。基于单细胞水平的分析，作者发现拟南芥愈伤组织在诱导培养基上的组织结构与根原基或根顶端分生组织相似，具有静止中心样转录特性的中间细胞层表现出再生
器官的能力。在细胞中层，WUSCHEL相关同源盒5（WOX5）直接与PLETHORA1和2相互作用，促进拟南芥色氨酸转氨酶1的表达以产生内源生长素。WOX5还与B型拟南芥应答调节因子12（ARR 12）相互作用并抑制A型arr以打破细胞分裂素信号传导中的负反馈环。总的来说，促进生长素的产生和增强细胞分裂素的敏感性都是在愈伤组织的中间细胞层获得多能性以进行器官再生所必需的。
文献二
High-resolutionsingle-cell atlas reveals diversity and plasticity of tissue-resident neutrophils in non-small cell lung cancer
高分辨率单细胞图谱揭示非小细胞肺癌中组织内中性粒细胞的多样性和可塑性
发表期刊：Cancer Cell
发表时间：2022年12月
影响因子：50.3
组织类型：人非小细胞肺癌肿瘤组织和匹配的癌旁组织
非小细胞肺癌的特征是具有不同免疫细胞浸润模式的分子异质性。然而，人们对免疫细胞表型在不同患者亚组间如何变化缺乏充分的了解。该研究中，作者整合了来自29个数据集的556个样本和318名患者共1283972个单细胞，以高分辨率分析非小细胞肺癌肿瘤微环境。作者将患者分为immune-deserted、B细胞、T细胞和骨髓细胞亚型。通过大量样本，结合基因组和临床信息，作者鉴定了与肿瘤组织学和基因型相关的细胞成分。然后，作者将重点放在组织常驻中性粒细胞的分析上，并揭示了在组织微环境中获得新功能特性的不同亚群，为组织常驻中性粒细胞的可塑性提供了证据。最后，作者发现组织常驻中性粒细胞衍生的基因信号与PD-L1治疗失败相关。另外，作者在该研究中对比了不同平台捕获中性粒细胞的能力，发现BD Rhapsody有良好的中性粒细胞捕获能力。
文献三
Single-cell transcriptome profiling reveals neutrophil heterogeneity in homeostasis and infection
单细胞转录组分析揭示了中性粒细胞在稳态和感染方面的异质性
发表期刊：Nature Immunology
发表时间：2020年9月
影响因子：30.5
样本类型：人外周血、小鼠骨髓、小鼠外周血、小鼠脾脏
完整的中性粒细胞异质性和分化景观仍未被完全表征。该研究中，研究者用流式分选得到了小鼠骨髓、外周血、脾脏中的Gr1+细胞，并使用scRNA-seq分析了超过25000个分化和成熟的小鼠中性粒细胞。质控后共得到19582个细胞，其中中性粒细胞12285个。总平均基因数为1241个，共计测到18269个基因。通过进一步分析，作者得到了中性粒细胞在稳态和细菌感染期间成熟、功能和命运决定的综合转录图谱，鉴定出8个亚群，3个成熟的外周血中性粒细胞亚群来自不同的成熟骨髓中性粒细胞亚群，其中一个亚群为G5b亚群，其在伤口感染的时候占比显著增高，作者也验证了此亚群存在于人外周血中。此外，在已知和未表征的转录因子的驱动下，中性粒细胞逐渐获得杀死微生物能力，这代表了一种对有效但平衡的中性粒细胞反应进行微调节的进化机制。细菌感染对中性粒细胞群的遗传结构进行重新编程，改变亚群之间的动态转变，并在不影响整体异质性的情况下启动中性粒细胞以增强功能。总之，这些数据为在单细胞分辨率下研究中性粒细胞相关疾病机制、生物标志物和治疗靶点建立了参考模型和总体框架。
文献四
A cellular census of human peripheral immune cells identifies novel cell states in lung diseases
人类外周免疫细胞的细胞普查发现了肺部疾病中的新型细胞状态
发表期刊：Clinical and Translational Medicine
发表时间：2021年11月
影响因子：11.5
样本类型：人外周血免疫细胞
越来越多的证据支持免疫系统在肺部疾病中的核心作用，了解肺部疾病之间的免疫改变可以指导免疫治疗。先前的研究证明，衰竭的T细胞在肺癌和慢性阻塞性肺疾病的免疫抑制中起着关键作用。本研究旨在进一步明确各种肺部疾病中全身免疫细胞靶蛋白组和转录组的分子图谱和异质性，以及各种肺部疾病中循环免疫细胞和肺驻留细胞之间的相互作用。该项研究中，作者通过scRNA-seq在健康人和肺病患者的呼吸系统疾病中分出9种免疫细胞（包括CD4+T细胞、CD8+T细胞、树突状细胞、细胞、嗜酸性粒细胞、γδT细胞、单核细胞、中性粒细胞和自然杀伤细胞）。在急性肺炎患者中识别出了双阴性T细胞和耗竭CD4+中心记忆T细胞亚群，在急性肺炎和肺炎稳定期患者中该T细胞高表达T细胞免疫球蛋白、Tim3以及TIGIT。此外，作者发现中性粒细胞及其亚型是急性肺炎患者外周血免疫细胞的主要成分。作者还发现CD4+、CD8+T细胞及NK细胞存在显著的异质性。作者最后研究了细胞间质端粒对免疫细胞类型和免疫功能的影响，结果发现共培养组中 CD8a 和CCR7的表达明显增加。该研究表明，循环免疫细胞的蛋白质组和转录组谱异质性为理解免疫细胞功能、相互作用和调节的新分子机制提供了新的见解，并可作为识别和开发肺部生物标志物和靶标的参考。
文献五
Neutrophils and emergency granulopoiesis drive immune suppression and an extreme response endotype during sepsis
脓毒症时中性粒细胞和紧急粒细胞生成驱动免疫抑制和极端反应
发表期刊：Nature Immunology
发表时间：2023年5月
影响因子：30.5
样本类型：人新鲜全血
脓毒症源于感染后多种未被完全了解的宿主反应过程失调，导致危及生命的器官功能障碍。在这里，作者表明中性粒细胞和紧急粒细胞生成在脓毒症期间驱动了不良反应。作者描绘了脓毒症免疫反应的全血单细胞多组图谱，确定了免疫抑制性成熟和未成熟中性粒细胞群。在共培养中，CD66b+脓毒症中性粒细胞抑制了CD4+T细胞的增殖和活化。循环造血干细胞和祖细胞的单细胞多组学图谱显示，脓毒症患者的粒细胞生成发生了改变。这些特征在预后不良的患者亚群和特定的脓毒症反应特征中得到了富集，显示了较高频率的IL1R2+未成熟中性粒细、HSPCs中紧急粒细胞生成的表观遗传学和转录组学特征以及STAT3介导的跨越不同感染病因和综合征的基因调控。作者的发现为严重感染的分级医疗提供了潜在的治疗目标和机会。
文献六
Active eosinophils regulate host defense and immune responses in colitis
结肠炎中活性嗜酸性粒细胞调节宿主防御和免疫反应
发表期刊：Nature
发表时间：2023年3月
影响因子：66.9
样本类型：小鼠的骨髓、血液、脾脏、胃、小肠和结肠分离的嗜酸性粒细胞
在过去的研究中，单细胞转录组测序帮助发现了新的细胞类型和状态。然而，一些难以捕获的细胞仍然没有出现在组织图谱中。嗜酸性粒细胞就是其中一类，其与很多人类疾病相关。但人们对嗜酸性粒细胞的异质性和导致其多效性功能的基因机制仍知之甚少。该项研究中，作者联合scRNA-seq及单细胞表面蛋白检测，作出了一个全面的小鼠嗜酸性粒细胞单细胞转录组分析，确定了肠道嗜酸性粒细胞的活性和基础亚群，它们在转录组、表面蛋白质组和空间定位方面均存在差异。此外，作者还发现了IL-33和IFNγ诱导炎症结肠中活性嗜酸性粒细胞积聚的机制。活性嗜酸性粒细胞具有杀菌和T细胞调节活性，并表达共刺激分子CD80和PD-L1。值得注意的是，炎症性肠病患者的固有层中富含活性嗜酸性粒细胞，并且与CD4+T细胞密切相关。此发现为嗜酸性粒细胞的生物学提供了见解，并揭示了这种细胞类型对肠道稳态、免疫调节和宿主防御的重要贡献。
文献七
Single cell transcriptomics clarifies the basophil differentiation trajectory and identifies pre-basophils upstream of mature basophils
单细胞转录组学阐明了嗜碱性粒细胞的分化轨迹，并识别了成熟嗜碱性粒细胞上游的前嗜碱性粒细胞
发表期刊：Nature Communications
发表时间：2023年5月
影响因子：16.6
样本类型：小鼠的骨髓、血液、脾脏来源的嗜碱性粒细胞
嗜碱性粒细胞是最稀有的粒细胞，被认为是2型免疫反应关键细胞。然而，它们的分化途径仍然尚未得到充分阐明。本文通过scRNA-seq结合流式细胞术和功能分析，评估嗜碱性粒细胞的个体发育轨迹，作者鉴定了位于前嗜碱性粒细胞和肥大细胞祖细胞（pre-BMPs）下游的c-Kit-CLEC12Ahi 前嗜碱性粒细胞和位于CLEC12Alo上游的成熟嗜碱性粒细胞。转录组学分析预测，基于基因表达谱，前嗜碱性粒细胞群包括先前定义的嗜碱性粒细胞祖细胞（BaP）类细胞。相比于成熟嗜碱性粒细胞，前嗜碱性粒细胞高度增殖，对非IgE刺激的反应更好，但对抗原加IgE刺激的反应更少。尽管前嗜碱性粒细胞通常保留在骨髓中，但它们出现在蠕虫感染的组织中，可能通过IL-3介导抑制它们在骨髓中的滞留。因此，本研究确定了前嗜碱性粒细胞个体发育过程中弥合前BMP和成熟嗜碱性粒细胞之间差距的前嗜碱性粒细胞。
总结
BD Rhapsody单细胞平台具有强大的样本兼容性及卓越的粒细胞捕获能力，能助力研究人员在同一实验同时对多个样本的转录组、免疫组库、蛋白组信息进行分析，是一个强大的单细胞多组学平台。
