前言

  臨床研究發(fā)現(xiàn)，多次全麻手術(shù)可能會引起嬰幼兒患者遠(yuǎn)期語言和社交能力的降低，但科研實驗中卻發(fā)現(xiàn)，非人靈長類和嚙齒類動物模型之間尚存在一定的差異，多次麻醉的幼鼠很難觀察到社交能力的損害。而非人靈長類與嬰幼兒表征更為相近。因此，解析非人靈長類和嚙齒類動物之間的細(xì)胞差異，對于研究了人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病包括全麻藥物的神經(jīng)發(fā)育毒性機制尤為重要。

烈冰助力

   近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院麻醉科姜虹教授、張磊老師和中科院腦智卓越中心仇子龍教授研究團(tuán)隊合作利用單細(xì)胞核測序技術(shù)對獼猴和小鼠腦組織進(jìn)行對比研究，首次描繪了幼年獼猴杏仁核的神經(jīng)細(xì)胞類群圖譜，同時對比了幼年獼猴和幼年小鼠之間的差異。該研究成果以“Molecular taxonomy of the primate amygdala via single-nucleus RNA sequencing analysis”為題發(fā)表于《Science Bulletin》（IF 9.5）。

烈冰生物參與了本研究的單細(xì)胞核測序?qū)嶒灪蛿?shù)據(jù)分析工作。

基本信息

• 樣本信息：

2只出生后35天，雄性獼猴，杏仁核組織，每只取3個重復(fù)樣本

• 單細(xì)胞核捕獲平臺：

10X Genomics 平臺

• 細(xì)胞數(shù)量:

共計26,400個細(xì)胞，細(xì)胞中平均鑒定出2500個基因和5500個轉(zhuǎn)錄本

分析結(jié)果

  通過細(xì)胞聚類分析和鑒定，獲得了20種不同的細(xì)胞大群，分別屬于五大細(xì)胞類型：包括興奮性神經(jīng)元、抑制性神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞（PC）和少突膠質(zhì)祖細(xì)胞（OPC）。進(jìn)一步對興奮性神經(jīng)元（12816個細(xì)胞）劃分為19個亞群，發(fā)現(xiàn)SLC17A7是主要表達(dá)的標(biāo)志物。抑制性神經(jīng)元（4215個細(xì)胞）劃分為14個亞群。兩種標(biāo)志物GAD1和GAD2均普遍高表達(dá)。

新細(xì)胞亞型鑒定

膠質(zhì)細(xì)胞亞群中，作者確定了靈長類動物特有的兩種新的星形膠質(zhì)細(xì)胞亞型（AS4和AS5）, NPSR1選擇性地富集在AS4細(xì)胞群, 而T8SIA2和SEMA3C則選擇性地高表達(dá)在AS5細(xì)胞群。靈長類動物特異性的星形膠質(zhì)細(xì)胞亞型可能會導(dǎo)致神經(jīng)回路的形成。

不同物種間基因表達(dá)差異比較

最后，作者們用了LIGER算法比較了物種間的基因表達(dá)差異，他們發(fā)現(xiàn)，與小鼠不同的是，NHS 選擇性的高表達(dá)在獼猴NOS1-陽性的抑制性神經(jīng)元，SERPINI1選擇性的高表達(dá)在獼猴少突膠質(zhì)細(xì)胞。

總之，該文章使用snRNA-seq系統(tǒng)性地描繪了獼猴杏仁核神經(jīng)細(xì)胞類群圖譜，同時對比了幼年獼猴和幼年小鼠之間的差異，發(fā)現(xiàn)了靈長類杏仁核的神經(jīng)元功能可能與其在嚙齒動物杏仁核中的功能不同。這些結(jié)果會更進(jìn)一步促進(jìn)發(fā)育大腦麻醉神經(jīng)毒性的研究。

為什么要做單細(xì)胞核測序？單細(xì)胞測序如此如火如荼，還有啥解決不了的嗎？

單細(xì)胞測序功能強大眾所周知，但它對樣本也有著更高的要求。嘮清楚這個事兒，就要從單細(xì)胞測序的要求和技術(shù)特點講起了：

• 首先

scRNA-seq要求組織樣本必須新鮮，消化后細(xì)胞活性至少要70%，而凍存樣本，細(xì)胞活性喪失，死細(xì)胞無法進(jìn)行scRNA-seq。

• 其次

scRNA-seq不可避免的要進(jìn)行樣本消化解離，而一些特殊組織樣本，或者對實驗消化體系存在偏好性的樣本，未必能經(jīng)受住消化過程的考驗，這就可能造成捕獲細(xì)胞類型占比失常或者某些基因應(yīng)激表達(dá)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。

• 再者

對于特殊樣本，如果存在細(xì)胞體積偏大或形狀不規(guī)則的細(xì)胞，消化后直接進(jìn)行單細(xì)胞捕獲容易造成堵管，存在無法捕獲到細(xì)胞的風(fēng)險。

這些問題單細(xì)胞核測序可以解決？

  snRNA-Seq無疑是這些問題的救星，這要歸功于snRNA-Seq的法寶——凍存樣本直接制核。因此無需考慮樣本新鮮和時效性問題，無需考慮細(xì)胞實際體積問題，無需考慮消化偏好性問題。snRNA-seq 直接捕獲的是細(xì)胞核內(nèi)的核酸信息，雖然丟失了細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的RNA，但依舊保存單細(xì)胞測序的高分辨率，能夠準(zhǔn)確區(qū)分細(xì)胞異質(zhì)性。

哪些組織適合做單細(xì)胞核測序？

前期有scRNA-seq的鋪墊，核測序像是站在了巨人的肩膀上，目前廣泛應(yīng)用于腦組織神經(jīng)科學(xué)，肌肉，心臟，腎臟，肺臟，胰臟以及多種腫瘤組織中，當(dāng)然，核測序也有自己的局限性，比如某些細(xì)胞類型可能存在制核困難，而針對具體研究領(lǐng)域，您可隨時給烈小冰留言，我們將有專門技術(shù)大神一對一為您解答~

為什么提供核測序服務(wù)的公司少之又少？

傳統(tǒng)的樣本制核方法需要分為兩步：

1. 樣本先消化成單個細(xì)胞。

2. 消化后再進(jìn)行核制備。

  這種操作方法繁瑣且會帶來很多實驗誤差，容易導(dǎo)致制核失敗，這也是很多公司無法提供完善服務(wù)方案的原因，而烈冰生物突破性改進(jìn)制核手段，跳過樣本消化步驟，凍存組織直接制核，消除因消化偏好性造成的細(xì)胞解離偏差，且保證制核質(zhì)量遠(yuǎn)高于上機捕獲要求，突破了原有傳統(tǒng) snRNA-seq 的技術(shù)局限性。

烈冰一站式精準(zhǔn)單細(xì)胞測序服務(wù)

烈冰生物具備全套單細(xì)胞分選平臺，為您提供完整的單細(xì)胞核測序全服務(wù)流程，涉及各種類型樣本核制備、完善的實驗質(zhì)控流程、個性化的數(shù)據(jù)分析。

歡迎致電 021-51827998 聯(lián)系我們。