平台服务-转录组-单细胞RNA测序

单细胞RNA测序介绍

单细胞RNA测序技术是在单细胞水平对转录组进行扩增与测序的一项新技术。其原理是将分离的单个细胞中微量的RNA通过高效扩增后再进行高通量测序。单细胞RNA测序能够有效解决微量样本(如胚胎细胞、干细胞等)无法进行常规高通量测序,以及组织样本无法破解的细胞异质性(如神经细胞、肿瘤细胞)难题。

 

伯豪特色

  1. 样本处理:多个物种(人、鼠、果蝇、牛、羊等),多种细胞(神经元、胚胎、肿瘤细胞、LCM样本)的扩增经验;
  2. 文库构建:使用高品质的微量建库试剂盒;
  3. 质控管理:ISO9001认证,Illumina CSPro认证;
  4. 数据分析:学术界权威的算法和流程;全面的分析内容;灵活的定制分析;
  5. 项目成果:协助客户在国际上率先发表神经科学领域的单细胞测序论文。

 

技术参数

  1. 样本类型:神经元、胚胎、肿瘤细胞、LCM样本、其它微量样本;
  2. 建库起始量:1~1000 cells;
  3. 测序模式:Illumina HiSeq PE150;
  4. 推荐数据量:>=6 Gb/样本。

 

服务流程

实验设计——单细胞裂解——微量扩增——文库构建——测序——数据分析

 

数据分析

流程图

 数据分析内容列表

 

案例展示

案例一(神经生物学)

伯豪生物助力中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所张旭院士研究组,通过高覆盖度的单细胞测序和以神经元大小为参考的层次聚类,对小鼠背根神经节初级感觉神经元进行了分类,又通过全细胞膜片钳在体记录结合单细胞PCR方法可检测各类初级感觉神经元对外周皮肤刺激的反应。该工作通过高覆盖的单细胞测序对初级感觉神经元进行了重新分类,并且建立了基因表达与在体内功能的相互关系。该成果已经发表在了2015年12月的国际知名期刊Cell Reasarch(影响因子11.981)上。该研究中单细胞测序及数据分析服务由上海伯豪生物技术有限公司提供。
原文出处: Li CL, Li KC, Wu D, et al. Somatosensory neuron types identified by high-coverage single-cell RNA-sequencing and functional heterogeneity. Cell Res. 2015, 26(1):83-102.

 

案例二(肿瘤异质性和耐药)

研究从肺腺癌PDX模型中分离获得34个单细胞进行了单细胞RNA-seq,分析肿瘤细胞的表达谱以及转录本上携带的突变。测序结果发现了50个肿瘤细胞特异的突变位点,其中包括KRASG12D,并且这些突变在肿瘤细胞间呈现出明显的异质性。利用突变基因的表达和风险值(risk score),作者将肿瘤细胞分成了4个类群。体外给药实验证实,耐药细胞的表达谱与以上一个细胞亚群的表达模式一致,从而成功找到了一个与耐药显著相关的细胞类群,有望为肿瘤治疗提供优化的策略。
原文出处:Kim KT, Lee HW, Lee HO, et al. Single-cell mRNA sequencing identifies subclonal heterogeneity in anti-cancer drug responses of lung adenocarcinoma cells. Genome Biol. 2015, 16:127.

 

案例三(循环肿瘤细胞)

Androgen deprivation therapy,也就是雄激素剥夺疗法(ADT,也称为去势治疗)主要是通过注射抑制睾酮产生的药物来治疗癌症。ADT已经成为仅次于手术治疗的第2种常见的局灶性前列腺癌的治疗手段。研究人员从13位接受治疗的患者体内收集了77份循环肿瘤细胞(CTC),并完成了总RNA序列分析。通过比对未进行治疗患者样品,研究人员发现了AR抗性组出现了Wnt信号通路被激活的现象。研究人员在单个实验中还发现提高Wnt信号,即使是存在强劲雄激素抑制剂的时候,也会增强前列腺癌细胞的存活能力,而抑制这一信号途径,则会减少细胞的增殖。
原文出处:Miyamoto DT, Zheng Y, Wittner BS, et al. RNA-Seq of single prostate CTCs implicates noncanonical Wnt signaling in antiandrogen resistance. Science. 2015, 349(6254):1351-6.

 

案例四(早期胚胎发育和干细胞)

研究采用单细胞RNA-seq技术对人类和小鼠胚胎从卵母细胞到桑椹胚阶段的转录组动态进行了全面的分析。通过权重基因共表达网络分析(WGCNA),发现通过少量共表达基因功能性模块就可以简明地描绘每个发育阶段。小鼠和人类植入前胚胎比较分析结果表明,人类和小鼠之间发育特异性和时序上存在差异,大多数的人类阶段特异性模块(9个中有7个)在物种间具有保守性。此外,鉴别出人类和小鼠网络中一些保守的模块成员(或hub 基因)。这些新型的候选基因可能参与调控哺乳动物着床期以前的胚胎发育过程。
原文出处:Xue Z, Huang K, Cai C, et al. Genetic programs in human and mouse early embryos revealed by single-cell RNA sequencing. Nature. 2013, 500(7464):593-7.