看过来！Singulator 100解决单细胞核制备难题

【字体：大中小】 时间：2023年06月14日 来源：

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　　美国S2 Genomics公司的Singulator 100单细胞（核）悬液制备系统不仅可以全自动地将新鲜组织制备成单细胞悬液，还可以从新鲜组织、冷冻组织、OCT包埋的组织或植物样本中解离细胞核。

随着单细胞测序技术的飞速发展，极大地推动了生物医学研究的进程。然而单细胞测序的顺利开展，测序结果的好坏都依赖于最初获得的单细胞样本的质量，尤其是对于一些不易制备单细胞悬液的样本，比如冷冻样本、细胞直径大于微流控管道的细胞样本或植物样本等，则需要通过制备核的方式来开展单细胞核测序。因此，选用一种高效的单细胞（核）悬液制备方法用于单细胞（核）测序研究是至关重要的。

美国S2 Genomics公司的Singulator 100单细胞（核）悬液制备系统（图1）不仅可以全自动地将新鲜组织制备成单细胞悬液，还可以从新鲜组织、冷冻组织、OCT包埋的组织或植物样本中解离细胞核。该系统具有低温模块，可以在提核时保持4℃，最大限度地减少应激基因的表达，保证细胞核RNA的质量。相较于传统的手工操作，Singulator 100单核制备速度快、得率高，能够有效提高单细胞测序质量，改善特异性基因的检出。

图1. Singulator 100单细胞（核）悬液制备系统

文献案例分享：

01 Singulator助力胰腺癌的高通量单核DNA测序

尽管通过癌症的Bulk DNA测序获得了一些生物学信息，但解决正常细胞和肿瘤细胞的混合物和/或不同的肿瘤亚克隆仍然具有挑战性，高通量单细胞DNA测序解决了这些问题，并将癌症基因组研究带入了更高的分辨率。然而，由于缺乏可扩展的工作流程来处理实体肿瘤样本，使得单细胞DNA测序一直局限于液体肿瘤或小批量实体肿瘤。基于此，本研究优化了一个高度自动化的单细胞核悬液制备工作流程，实现了来自16例胰腺导管腺癌患者的38个样本的快速可靠的靶向单核DNA文库制备，每个样本的平均文库产量为2867个单核。经验证，该工作流程不仅在低细胞或低肿瘤纯度样品中表现良好，而且还揭示了胰腺导管腺癌的基因组进化模式。相关研究“Application of high-throughput single-nucleus DNA sequencing in pancreatic cancer”于2023年2月发表在nature communications上。

值得注意的是，在本项工作中，研究人员是基于Singulator 100单细胞（核）悬液制备系统来优化快速冷冻组织单核制备的工作流程，基于该流程每个样本只需要＜30分钟时间，手工操作少，适合于处理大批量实体肿瘤样本，并最终构建了高通量且高质量的单细胞DNA文库（图2）。

图2. snDNA-seq的冷冻组织单核提取工作流程。

02 Singulator助力骨骼肌单核RNA-Seq

衰老伴随着肌肉质量和功能的丧失，称为肌肉减少症，会引起多种疾病的发生，然而，到目前为止，肌肉减少症的关键驱动因素尚不完全清楚。为更深入了解与年龄相关的肌肉损失，本研究使用大量RNA-seq(N=72)和单核RNA-seq(N=17)对72名年轻人、老年人和虚弱的人类受试者的下肢肌肉活检进行了转录组分析。从而揭示在包括成熟骨骼肌的多种细胞类型中，随着年龄和虚弱而发生的基因表达变化，找到与年龄相关的肌肉损失和肌肉减少症的潜在新靶点。相关研究“Single nuclei profiling identifies cell specific markers of skeletal muscle aging, frailty, and senescence”于2022年12月发表在Aging杂志。

值得注意的是，由于单细胞测序实验传统基于手工方法需要依靠复杂的酶消化程序从组织中分离出感兴趣的细胞，这类程序可能改变基因表达。而在分离冷冻组织时，要尽可能最好地保存基因或蛋白质表达的“体内”状态。因此，本研究特地采用了一种专用的仪器，从快速冷冻的新鲜肌肉组织中快速制备单核悬液(Singulator，S2 Genomics)。基于该系统，可快速从活检中分离细胞核，并最大限度地减少由于传统细胞核制备程序所导致的基因表达的潜在变化。