北京基因组所开发新型高通量单细胞多组学技术_高通量,测序

北京基因组所开发新型高通量单细胞多组学技术

2023/4/14 8:38:46 18652: 来源：中国科学院北京基因组研究所

摘要：近日，中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)蒋岚研究组基于组合标记技术路线改造优化主流微流控平台开发了新型单细胞转录组测序技术FIPRESCI。

　　【仪表网研发快讯】单细胞测序已成为生物医学领域的关键共性技术。然而，由于缺乏高效的手段降低“假单细胞率”，主流微流控平台的单通道细胞通量通常在1万细胞以下，空载率达到90%以上，且成本高昂，限制了对数百万个细胞或上千例样本的人群队列进行大规模研究。

　　近日，中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)蒋岚研究组基于组合标记技术路线改造优化主流微流控平台，开发了新型单细胞转录组测序技术FIPRESCI，使细胞通量比现有技术提高十倍以上，大幅降低成本。该成果在《基因组生物学》(Genome Biology)期刊发表。

　　研究团队使用FPERSCI对人和小鼠细胞系混合物测序，获取了8000多个高质量的细胞，其中99.8%的细胞都能明确来源，表明FIPERSCI具有很低的假单细胞率。随后，为了验证新技术对不同组织的兼容度，使用FIPERSCI对小鼠整个E10.5胚胎的细胞进行细胞核测序，在10X Genomics单通道中获取了超过10万细胞核的数据。注释结果显示，细胞类型的成分与已发表的参考数据相似。此外，FIPERSCI数据还可用于鉴定细胞类型和发育阶段特异的调控元件(启动子和增强子)使用偏好，发现了著名基因Rbfox2在抑制性神经元发育过程中使用不同的启动子的动态变化。

　　进一步地，研究人员使用FIPERSCI对来自不同癌症病人及健康人外周血中的T细胞进行单细胞RNA和TCR双组学测序。数据显示，相较于健康人，癌症病人外周血中T细胞在细胞亚群组分、基因表达、TCR克隆等多个层面存在显著差异。基于小样本量的数据建模，已经足以区分癌症病人和健康人，提示低成本的FIPERSCI技术具备基于免疫细胞信息应用于癌症液体活检及早筛方面的潜力。

　　综上所述，该新型单细胞测序技术可突破现有技术的设计局限，大幅提高效率并降低成本，适用于单细胞转录组和调控元件活性、免疫受体序列等多模态分析，有望有力支撑跨器官水平的大规模参考细胞图谱研究、跨时间和空间的器官发育研究、针对大规模健康人和疾病的队列细胞图谱研究、高通量CRISPR基因编辑和药物筛选的单细胞分子表型刻画研究等。

　　该项工作得到中科院战略性先导科技专项、中科院全球共性挑战专项项目、科技部重点研发计划、国家自然科学基金委有关项目等的资助。