單細(xì)胞測序技術(shù)在遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用

單細(xì)胞測序技術(shù)在通量、成本和功效方面的持續(xù)進步使得對大量單個細(xì)胞的分析變得可行?，F(xiàn)在可以針對單個細(xì)胞分析生物學(xué)中心法則的所有關(guān)鍵分子，包括 DNA、RNA（在細(xì)胞和細(xì)胞核中）和蛋白質(zhì)組學(xué)。

單細(xì)胞遺傳信息分析涉及三個關(guān)鍵步驟：分離或分類、裂解和分析。排序過程可以使用單細(xì)胞測序技術(shù)進行。方法的選擇取決于研究領(lǐng)域和主題。單細(xì)胞測序的排序方法都依賴于已經(jīng)解離的細(xì)胞；然而，激光顯微切割和玻璃毛細(xì)管等方法也可以從指定的組織區(qū)域收獲細(xì)胞。激光顯微切割具有作為顯微鏡技術(shù)的優(yōu)勢，并且允許在分離之前進行視覺細(xì)胞選擇。該技術(shù)在細(xì)胞來源方面也是通用的，適用于細(xì)胞懸浮液和組織樣本。由熱穩(wěn)定聚合物組成的轉(zhuǎn)移膜與細(xì)胞源接觸放置。用顯微鏡識別靶細(xì)胞，激光通過緊鄰的短脈沖“切割”細(xì)胞，激活轉(zhuǎn)移膜，導(dǎo)致粘著斑形成。細(xì)胞粘附后，可以去除薄膜并完成額外的處理。

表 3?；蚪M篩選方法分析。

細(xì)胞分離后，必須獲得感興趣的分子以進行進一步的下游處理，例如擴增。對于使用微流體方法獲得的細(xì)胞，化學(xué)裂解是常見的方法。裂解試劑選擇的重要原則是確保它不會干擾目標(biāo)分子或?qū)Ψ糯蠛头治鲭A段的酶或緩沖液產(chǎn)生負(fù)面影響。對于裂解液的選擇還有一個因素也要考慮，那就是可能需要特殊的儀器來確保在操作過程中不會丟失微量的樣品。例如，實驗中使用低吸附的移液器吸頭進行移液，以避免單細(xì)胞全基因組亞硫酸氫鹽測序過程中的 DNA損傷。

單細(xì)胞基因表達(dá)譜的確定依賴于逆轉(zhuǎn)錄酶定量 PCR (RT-qPCR) 和 RNA FISH) 。由于發(fā)現(xiàn)三分之二的基因組轉(zhuǎn)錄為 RNA，但許多轉(zhuǎn)錄本不編碼蛋白質(zhì)。非編碼轉(zhuǎn)錄物被認(rèn)為起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。所以，RNA 的細(xì)胞位置對基因表達(dá)至關(guān)重要 。在一個細(xì)胞系的幾個細(xì)胞區(qū)室中進行的研究得出結(jié)論，大多數(shù)剪接是在轉(zhuǎn)錄過程中完成的?？紤]到這些因素，單細(xì)胞研究主要側(cè)重于 RNA 檢測和分析方法，以獲得與之相關(guān)的信息。

單細(xì)胞技術(shù)的不足之處在于：它們將細(xì)胞從其天然細(xì)胞環(huán)境中移除。通過消除細(xì)胞接觸和相互作用，以及丟失所有空間信息，這些技術(shù)都可能改變細(xì)胞特性甚至丟失有價值的數(shù)據(jù)參數(shù)。隨著該領(lǐng)域的成熟，這些問題正在得到解決。比如：體內(nèi)轉(zhuǎn)錄組分析 (TIVA) 能夠規(guī)避這個問題。TIVA 采用與細(xì)胞穿透肽相連的可光活化雙鏈寡核苷酸。該系統(tǒng)被稱為“TIVA 標(biāo)簽”，它穿過細(xì)胞膜，然后失去其肽，從而將其鎖定在細(xì)胞內(nèi)。激光照射揭示了在指定細(xì)胞中捕獲 mRNA 的序列。然后分離和擴增細(xì)胞 RNA，以量化整個細(xì)胞或特定選擇的子隔室的基因表達(dá) 。這項技術(shù)與完整組織中的神經(jīng)元細(xì)胞相比，分離的神經(jīng)元細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄本數(shù)量相對增加。這也證實了關(guān)于細(xì)胞間相互作用的相關(guān)理論內(nèi)容。

基于液滴的單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)的另一個主要問題是細(xì)胞雙聯(lián)體的存在。干細(xì)胞是單細(xì)胞遺傳分析的重點領(lǐng)域。識別基因圖譜的關(guān)鍵差異對發(fā)育生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)具有潛在的革命性影響。近期的研究表明具有不同遺傳輸出的干細(xì)胞的異質(zhì)性。此外，已經(jīng)實驗表明基因表達(dá)的差異不會自動預(yù)測表型表達(dá)的差異。在整個發(fā)育過程中正在收集有關(guān)細(xì)胞命運的信息。

單細(xì)胞測序技術(shù)在蛋白組學(xué)上的應(yīng)用

蛋白質(zhì)組學(xué)研究也在單細(xì)胞水平上進行，以確定細(xì)胞的功能差異，并幫助確定擴大遺傳探索的關(guān)鍵要素。比如：使用質(zhì)譜法和納米孔技術(shù)比較容易實現(xiàn)高通量蛋白質(zhì)組學(xué)篩選，其方法為：將細(xì)胞分散在載玻片上，細(xì)胞核被染色。然后，熒光鏡識別每個細(xì)胞的位置，并將坐標(biāo)傳遞給激光器進行質(zhì)譜分析。特定基因在單細(xì)胞中的表達(dá)也可以通過單細(xì)胞蛋白質(zhì)印跡來檢測，例如，使用來自 ProteinSimple 的 Milo 單細(xì)胞蛋白質(zhì)印跡來估計表達(dá)突觸蛋白的腸內(nèi)分泌細(xì)胞（神經(jīng)足類）的百分比。

蘇州阿爾法生物13年專注于生物實驗室儀器設(shè)備及阿爾法試劑、耗材行業(yè)，單細(xì)胞測序技術(shù)，細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞庫相關(guān)可以咨詢0512-62956104,18934597460.

蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司成立于2008年，位于蘇州園區(qū)生物納米園（Biobay）A5幢301室。公司管理團隊專注于科學(xué)儀器行業(yè)十四年，擁有專業(yè)的技術(shù)團隊與完善的售后服務(wù)體系，目前已為300余家實驗室提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)，涵蓋各大高校、檢測中心、科研機構(gòu)、制藥企業(yè)等13個群體。提供的實驗室儀器主要包括振蕩培養(yǎng)箱，恒溫恒濕培養(yǎng)箱、二氧化碳培養(yǎng)箱、生化培養(yǎng)箱、霉菌培養(yǎng)箱、PCR儀，瑞寧移液器，生物反應(yīng)器，發(fā)酵罐，超低溫冰箱，液氮罐，高壓滅菌器，超純水機，天平，離心機，離心濃縮儀、研磨機、葡萄糖乳酸分析儀等。廠商企業(yè)授權(quán)包括知楚儀器、朗基、中科美菱，梅特勒，樂楓，搏旅、NEST、天根、奧盛在內(nèi)的80個余廠家。