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        单细胞核测序 | 胰腺组织和肺组织中的应用

        2020-09-17点击11次
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        前期软文我们整理了单细胞核测序(snRNA-seq)相对于单细胞测序(scRNA-seq)的一些优势,包括细胞类型多样性,酶解偏好性,样本类型(冰冻或者新鲜样本),酶解产生的应激性等方面。涉及的组织主要集中在脑,肾脏和心脏。

        其实,snRNA 测序还有其他的优势,比如可以更好的研究基质内嵌的间充质细胞;减少线粒体相关基因,管家基因的检测;以及可以识别更多的 lncRNAs。

        那么今天小编再跟大家分享两篇关于 snRNA-Seq 在胰腺癌和肺组织中的应用。


        文章展示

        众所周知,胰腺癌样本与其他类型的组织样本相比,其核酸酶含量高、间质致密,导致 RNA 质量降低、活细胞数量减少,因此很难制备质量合格的细胞悬液。

        2020 年 8 月来自哈弗大学,麻省理工学院等多所研究机构的研究人员对接受新辅助化疗和放射治疗以及未接受以上治疗病人的冷冻保存的 PDAC 标本(个别样本保存长达 7 年)进行了单细胞核测序。结果共获得 138,547 个高质量的细胞核数据,其中包含恶性肿瘤细胞,不同的免疫细胞,内分泌细胞和腺泡细胞等。研究发现,SnRNA-seq 可以很好的检测到恶性细胞,基质细胞的组成在治疗前后的差异,基底样恶性细胞和分化状态的细胞的富集。snRNA-seq 数据也有助于确定 PDAC 外分泌样细胞和 ADEX 亚型是否真实存在,是否是来自正常组织的污染。

        单细胞核测序 scRNA-seq 图 1

        图  snRNA-seq 的 PDAC 捕获了具有代表性的细胞类型分布的恶性,上皮,免疫和间质

        此外,作者使用多路离子束成像(MIBI,Multiplexed Ion Beam Imaging) 进一步评估了 snRNA-seq 的结果,发现 snRNA-seq 可以检测到 PDAC 代表性的细胞类型及其相对比例。

        单细胞核测序 scRNA-seq 图 2

        图   与原位评估相比,snRNA-seq 捕获有代表性的细胞类型分布

        —— AUT  UMN ——  

        2020 年 8 月来自圣路易斯华盛顿大学医学系肺科和危重护理科的研究团队同时做了 scRNA-seq,以及两种不同方法提取的细胞核的 snRNA 测序,结果共得到 16,110 个单细胞核数据和 11,934 个单细胞数据。在同时考虑内含子和外显子的序列时,snRNA-seq 和 scRNA-seq 基因检出率相似,snRNA-seq 的解离偏值降低。snRNA-seq 可以提高间充质细胞,上皮细胞类型包括基底细胞和神经内分泌细胞的检出率。相反,snRNAseq 在免疫细胞的检测方面要低于 scRNA-seq。

        本研究还指出,由于核 RNA 质量难以评估,因此抑制 RNA 酶的活性是一种有效的方法,但是不同的组织中 RNA 酶的含量不一样,因此在制备单细胞悬液时,要考虑 RNA 酶抑制剂的量,处理时间,温度等因素。

        单细胞核测序 scRNA-seq 图 3

        图   细胞聚类 tsne 图

        参考文献:

        1、Hwang W L, Jagadeesh K A, Guo J A, et al. Single-nucleus and spatial transcriptomics of archival pancreatic cancer reveals multi-compartment reprogramming after neoadjuvant treatment[J]. bioRxiv, 2020.

        2、Koenitzer J R, Wu H, Atkinson J J, et al. Single nucleus RNASeq profiling of mouse lung: reduced dissociation bias and improved detection of rare cell types compared with single cell RNASeq[J]. bioRxiv, 2020.


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