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你知道單細胞分析在研究細胞異質(zhì)性有哪些手段么

來源:Bio-Techne   2019年12月23日 11:38  
   單細胞分析是研究細胞異質(zhì)性的有效手段

    研究細胞異質(zhì)性的關(guān)鍵就在于能否實現(xiàn)對單個細胞進行較多參數(shù)的分析,這就是“單細胞分析(single cell analysis)”的概念。事實上,自從“細胞”學(xué)說被提出后,人類一直在努力尋求分析單個細胞的技術(shù)方法。但是,單細胞分析有一個巨大的挑戰(zhàn),那就是樣品量及其有限,一個典型的人類細胞僅含有約6.6pg DNA、10pg總RNA。

  從如此有限的樣品中獲取大量精確的數(shù)據(jù)無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。 所以,傳統(tǒng)的高通量分析手段例如基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組學(xué)等,往往只能基于大量細胞進行分析,得到的也是大量細胞的平均信息;而一些可以針對單細胞進行分析的方法,例如免疫熒光、流式細胞術(shù)等,也會受到通道的限制,僅僅對少數(shù)幾種蛋白進行分析,同樣無法深入分析其異質(zhì)性。

    直到近幾年,隨著相關(guān)領(lǐng)域的一系列技術(shù)突破,“單細胞分析”的概念才真正得以實現(xiàn)。兩類技術(shù)在這過程中起到了先導(dǎo)作用,首先是測序技術(shù)的進步,以illumina為代表的第二代測序技術(shù)大大降低了測序成本,使在一個實驗中對多個樣本測序成為可能;其次,一些可以用于單細胞核酸樣本的擴增技術(shù)(例如MDA擴增基因組,SMART、TargetAmp可以擴增轉(zhuǎn)錄組)的開發(fā),解決了單細胞核酸樣品量少的問題。

  這兩類技術(shù)的結(jié)合,實現(xiàn)了對單細胞基因組和轉(zhuǎn)錄組的測序,開創(chuàng)了組學(xué)的重要分支:單細胞基因組學(xué)(single cell genomics)和單細胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)(single cell transcriptomics)。后來,隨著基于微流體芯片技術(shù)的C1單細胞全自動實驗系統(tǒng)和Biomark HD(Fluidigm)的廣泛應(yīng)用,單細胞分析開始向自動化、更多細胞通量的方向發(fā)展。

    與此同時,新的單細胞蛋白質(zhì)檢測技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。其中,比較有代表性的就是質(zhì)譜流式技術(shù)(Mass Cytometry),通過特殊的金屬標(biāo)簽抗體,它可以實現(xiàn)在單個細胞上幾十個蛋白的同時檢測。

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