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单细胞研究指南:细胞分离

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年5月12日 来源:生物通

摘要:

  多细胞生物的每个细胞都携带着相同的遗传学信息。不过,近年来蓬勃发展的单细胞研究告诉我们,每一个细胞都是独一无二的。The Scientist杂志最近联系了单细胞研究领域的一些专家,请他们分享了在单细胞中进行转录研究的秘诀。希望帮助研究者们更好地构建文库,处理和分析结果数据。

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生物通报道:多细胞生物的每个细胞都携带着相同的遗传学信息。不过,近年来蓬勃发展的单细胞研究告诉我们,每一个细胞都是独一无二的。不同类型的细胞激活特定组合的机制,即使是同类型细胞,基因表达也会出现差异。

那么,细胞之间的哪些差异有生物学意义,哪些差异来自于技术偏好呢?要获得可靠的结果又需要研究多少细胞呢?这些问题曾经是单细胞研究(尤其是单细胞转录组研究)的拦路虎,令人望而却步。单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞数据分析工具在这方面为人们提供了很大的帮助。

The Scientist杂志最近联系了单细胞研究领域的一些专家,请他们分享了在单细胞中进行转录研究的秘诀。希望帮助研究者们更好地构建文库,处理和分析结果数据。

细胞分离

分离细胞是单细胞研究中最困难的步骤之一。目前的单细胞分离策略主要分为三类:手动分离、荧光激活的细胞分选和微流体技术。

在进行单细胞转录分析之前,我们需要确定自己拿到了正确的细胞。如果你想要的细胞已经处于悬浮状态(比如循环肿瘤细胞),而且含量相对比较丰富,那么流式细胞分析将是你的理想选择。如果样本是实体组织,我们可以用酶分解掉胶原和其他细胞外蛋白。不过酶学消化对细胞影响较大,甚至可能改变基因转录情况。把组织细胞制成悬液之后,我们就可以通过特异性的荧光标签分离出自己想要的细胞。进一步拿到单细胞是比较棘手的一步,可能需要用到微流体设备。

将细胞分散到悬液中,会失去它们在组织里的位置信息。如果你想要了解单细胞所处的环境,就得使用激光捕获显微切割技术。这种技术通过扫描组织切片定位目的细胞,并将其提取出来。操作者需要非常小心,以免切到细胞或细胞核。数量最为稀少的细胞只能用毛细管等器具手动获取。

近年来单细胞测序技术发展得非常迅速,为表观遗传学研究提供了很大的助力。The Scientist最近撰文详细介绍了单细胞表观遗传学研究中的一些关键技术。这些技术可以帮助我们在单个细胞中检测DNA、组蛋白和染色质水平上的表观遗传学修饰。(更多详细信息参见:单细胞表观遗传学研究指南

单细胞基因组研究为人们揭示了复杂生物学体系的许多重要线索,包括微生物群落的生态多样性和人类癌症的基因组。今年一月Nature Reviews Genetics杂志发表的一篇重要综述,全面介绍了单细胞基因组测序的发展现状。文章的通讯作者是著名科学家、斯坦福大学生物工程系主任Stephen R. Quake。(更多详细信息参见:著名学者Nature综述:单细胞测序之现状

前不久,克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员开发了首个用于单细胞DNA测序的突变检出程序,Monovar。这一重要成果发表在四月十八日的Nature Methods杂志上,文章通讯作者是MD安德森癌症中心的助理教授Ken Chen博士和Nicholas Navin。Chen博士本科毕业于清华大学,随后在Illinois大学取得博士学位。(更多详细信息参见:华人学者Nature Methods发布单细胞测序重要工具

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