如何区分异质样本的拷贝数变异[创新技巧]

许多生物学样本都是异质的，比如干细胞培养物和肿瘤样本，它们由不同的细胞类型组成。弄清这些样本中细胞亚群的遗传组成，有助于我们了解样本的特性。不过，这并不是件轻松的事。在干细胞培养物中，多能细胞的周围可能伴随着分化细胞、滋养层细胞和基质细胞。有时，多能细胞只占了一小部分。

Bio-Rad的专家认为，若想从混合的培养物中获得可靠的数据，最有效的方法是先分选目的细胞，再开展测定。他们近日发布了一篇应用指南，是通过结合细胞分选和数字PCR，来区分异质样本中的拷贝数变异。

首先，他们利用S3或S3e细胞分选仪，根据细胞形态或荧光标记对异质群体进行分选。在收集到纯的样本之后，他们再利用QX200微滴式数字PCR（ddPCR）系统进行深入鉴定。数字PCR技术将样本分成纳米大小的液滴，对每个样本进行数万次独立的测定，从而实现绝对定量。

此次，他们研究的对象是拷贝数变异（CNV），即基因组中基因的扩增或缺失，这在癌症、神经系统疾病以及药物代谢中起了重要作用。在人类基因组中，大约12%的区域是拷贝数可变的，而这些变异对表型的贡献正被广泛研究。不过，在肿瘤组织中，拷贝数可变的肿瘤细胞被正常的细胞所包围，这增加了研究的难度。

在这项研究中，研究人员使用了HEK 293-GFP和ATCC HTB-70细胞系。前者是一种稳定表达GFP的细胞系，每个基因组中包含一个拷贝的细胞周期蛋白D1基因（CCND1）（G1期有两个）；而后者是一种黑色素瘤细胞系，不表达GFP，每个基因组中包含三个拷贝的CCND1（G1期有六个）。他们对不同比例的细胞混合物进行了分选，之后提取出DNA，并利用Bio-Rad的PrimePCR ddPCR Copy Number Assay进行了分析。

研究人员分选后，发现富集的HEK 293-GFP细胞纯度达到99.36%，而HTB-70细胞更是达到了99.88%。之后，他们利用数字PCR确定了两种细胞系中CCND1基因的拷贝数。与单独培养的细胞系相同，分选出的HEK 293-GFP细胞有两个拷贝，而分选出的HTB-70细胞有六个拷贝。然而，若是细胞混合物，比如HEK 293-GFP和HTB-70细胞以50:50的比例混合，拷贝数则为4.97。这表明对于异质性的样本，细胞分选能够区分不同亚群，并明显改善数字PCR的结果。

作者认为，流式细胞仪、细胞分选和数字PCR等技术的结合能带来高度准确且特异的结果。通过利用S3细胞分选仪和QX200 ddPCR系统，他们能进一步鉴定目标群体，发现癌症和疾病的关联。（生物通 余亮）

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原文检索

Discriminating Copy Number Variation from Heterogeneous Samples Using the S3™ Cell Sorter and the QX200™ Droplet Digital™ PCR System Application Note