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10x Genomics單細胞3'轉錄組+ATAC測序
背景介紹
單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)測序(xu)是近年來生(sheng)物(wu)學(xue)領域最火的(de)技(ji)術(shu)之一，憑借其極高的(de)分辨率能夠精準的(de)剖析(xi)樣本(ben)細(xi)(xi)胞(bao)組成信息，進(jin)而揭示(shi)(shi)單(dan)個細(xi)(xi)胞(bao)的(de)基因結(jie)構和(he)基因表達狀態，并反映細(xi)(xi)胞(bao)間的(de)異質(zhi)性(xing)(xing)。另外，現有單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)平臺可(ke)以一次(ci)性(xing)(xing)分離幾千個單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)，有助(zhu)于發(fa)現新(xin)的(de)細(xi)(xi)胞(bao)類型。隨著單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)測序(xu)技(ji)術(shu)的(de)不斷更新(xin)和(he)發(fa)展，其在解(jie)析(xi)細(xi)(xi)胞(bao)異質(zhi)性(xing)(xing)，揭示(shi)(shi)微環境中細(xi)(xi)胞(bao)群體(ti)間的(de)關系，追蹤疾病發(fa)生(sheng)發(fa)展等研究(jiu)中將發(fa)揮越(yue)來越(yue)重要的(de)作(zuo)用(yong)，后續(xu)可(ke)為個性(xing)(xing)化預防(fang)、治療提供技(ji)術(shu)支持。
單細胞測序和(he)傳統測序的(de)區別
技術原理
10x Genomics平臺基于微(wei)流(liu)控(kong)技術(shu)分(fen)(fen)選(xuan)單個(ge)(ge)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)，將(jiang)帶有(you)(you)barcode標(biao)簽的(de)(de)凝(ning)膠(jiao)珠與細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)或(huo)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)核、酶以及分(fen)(fen)液油混(hun)合，產(chan)生成千(qian)上(shang)萬(wan)個(ge)(ge)單細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)乳液微(wei)滴，每個(ge)(ge)微(wei)滴都作為單獨的(de)(de)反應體(ti)系，凝(ning)膠(jiao)珠在其中溶解，捕獲每個(ge)(ge)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)目標(biao)分(fen)(fen)子(zi)，添加barcode并(bing)擴增。這樣來自同一(yi)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)或(huo)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)核的(de)(de)所有(you)(you)片段(duan)都共享一(yi)種10x barcode。將(jiang)成千(qian)上(shang)萬(wan)個(ge)(ge)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)帶有(you)(you)barcode的(de)(de)產(chan)物混(hun)合，進行下游反應，從而(er)產(chan)生與短讀長(chang)測序(xu)儀兼容的(de)(de)文庫。在測序(xu)后，生物信息分(fen)(fen)析(xi)工(gong)具將(jiang)利(li)用可(ke)識別的(de)(de)barcode序(xu)列將(jiang)測序(xu)片段(duan)定位到原本的(de)(de)單細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)或(huo)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)核。
基(ji)于Next GEM技術的10x Genomics單細(xi)胞技術原理及工(gong)作流程
微滴(di)結(jie)構
注：微滴（GEM） 包裹了10x Genomics系統內的每個微反(fan)應，其中(zhong)單細胞、試劑以(yi)及帶有barcode的凝膠(jiao)珠(zhu)都包裹在(zai)單個微滴內。
10x Genomics單細胞多組學ATAC+轉錄組測序
10x Genomics單細(xi)胞(bao)(bao)多(duo)組學ATAC及轉(zhuan)錄同(tong)(tong)時檢測技術，可以實現上千個細(xi)胞(bao)(bao)在單細(xi)胞(bao)(bao)水平同(tong)(tong)時分析(xi)基(ji)因(yin)(yin)表(biao)達(da)和染色質(zhi)可及性(xing)。提(ti)供了單細(xi)胞(bao)(bao)基(ji)因(yin)(yin)表(biao)達(da)譜(pu)及表(biao)觀基(ji)因(yin)(yin)組的(de)統(tong)一視圖。同(tong)(tong)時利(li)用兩種(zhong)模式，可提(ti)高細(xi)胞(bao)(bao)狀態的(de)分辨率，識別差異基(ji)因(yin)(yin)表(biao)達(da)的(de)驅動因(yin)(yin)子，并(bing)發現具有(you)相似轉(zhuan)錄譜(pu)但(dan)染色質(zhi)功能不同(tong)(tong)的(de)細(xi)胞(bao)(bao)。對于理解腫(zhong)瘤異質(zhi)性(xing)的(de)驅動因(yin)(yin)素，揭(jie)示耐(nai)藥機制以及導致神經退行性(xing)疾(ji)病或免疫(yi)性(xing)疾(ji)病的(de)細(xi)胞(bao)(bao)類型具有(you)重要意義。
單細胞ATAC+轉錄聯合檢(jian)測產品凝(ning)膠珠構成
單細胞核ATAC+轉錄聯合檢測技術原理
單細(xi)胞ATAC+轉錄聯合(he)檢測實驗(yan)流(liu)程
結果展示
scRNA與 scATAC細胞分群圖（左）； scRNA與scATAC細胞類型相關性分析（右）
基(ji)(ji)因調控(kong)原件與基(ji)(ji)因表達分群熱(re)圖(tu)（左）； 基(ji)(ji)因調控(kong)原件與基(ji)(ji)因表達氣泡圖(tu)（右）
基因調控原件與靶基因的聯合(he)分析(xi)（左）； scRNA與scATAC擬時間序列(lie)分析(xi)（右）
基因共可及性分析（左(zuo)）； 差異(yi)Peak峰與基因表(biao)達關系（右）
產品優勢
超高通量
標準(zhun)模式下，每個(ge)樣(yang)本可(ke)檢(jian)測500-10,000個(ge)細胞(bao)(bao)，高通量模式下，每個(ge)樣(yang)本可(ke)檢(jian)測1,000-20,000個(ge)細胞(bao)(bao)；
高捕獲率
每(mei)個樣本(ben)捕獲效(xiao)率(lv)高達65%，高效(xiao)捕獲每(mei)個細胞中的基因(yin)表達信息；
高性(xing)價比(bi)
與低通量或傳統(tong)人工操作等方法相比(bi)，成本(ben)降低數十倍；
廣泛應用
對細胞(bao)類型(xing)無限制，已廣泛應用于識別細胞(bao)周期、腫(zhong)瘤(liu)細胞(bao)異質性、鑒定罕見細胞(bao)類型(xing)、免疫細胞(bao)分析(xi)、疾(ji)病分(fen)型等領域；
經驗豐富
百奧(ao)醫藥技術團隊現已累積100余種不同組(zu)織類型、數千余個樣品的10x Genomics單細胞(bao)測(ce)序經驗。
送樣要求
應用方向
應用案例
流感(gan)疫(yi)苗誘導的免疫(yi)細胞表觀基因組(zu)和轉錄全景圖
The single-cell epigenomic and transcriptional landscape of immunity to influenza vaccination
發表雜志：Cell （IF: 41.582）； 發表時間： 2021年 7月； 應用技(ji)術： 10x Genomics單(dan)細(xi)胞ATAC測序， 10x Genomics單(dan)細(xi)胞轉錄(lu)組測序
新的(de)(de)(de)證據(ju)表(biao)明(ming)，表(biao)觀基因(yin)(yin)(yin)組在(zai)(zai)免(mian)疫(yi)中起(qi)著重(zhong)要(yao)作用。在(zai)(zai)這(zhe)里(li)，我們在(zai)(zai)單(dan)(dan)細(xi)胞(bao)水(shui)平繪制了(le)人類(lei)流(liu)感(gan)疫(yi)苗(miao)免(mian)疫(yi)的(de)(de)(de)表(biao)觀基因(yin)(yin)(yin)組和(he)轉錄景(jing)觀。季節性(xing)流(liu)感(gan)疫(yi)苗(miao)在(zai)(zai)單(dan)(dan)核(he)(he)細(xi)胞(bao)和(he)髓(sui)樣樹(shu)突(tu)狀(zhuang)細(xi)胞(bao)（mDCs） 中誘導H3K27ac持續減少，這(zhe)與(yu)toll樣受體刺(ci)激導致(zhi)的(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)因(yin)(yin)(yin)子(zi)反應受損有(you)關。單(dan)(dan)細(xi)胞(bao)ATAC-seq分析顯(xian)示，在(zai)(zai)接(jie)(jie)種疫(yi)苗(miao)后，在(zai)(zai)ap-1靶(ba)向位點(dian)(dian)染(ran)色質可(ke)及(ji)性(xing)降低的(de)(de)(de)單(dan)(dan)核(he)(he)細(xi)胞(bao)具有(you)表(biao)觀基因(yin)(yin)(yin)組上獨特的(de)(de)(de)亞群。接(jie)(jie)種as03佐劑的(de)(de)(de)H5N1大(da)流(liu)行性(xing)流(liu)感(gan)疫(yi)苗(miao)也(ye)觀察到類(lei)似的(de)(de)(de)效果(guo)。然(ran)而，該疫(yi)苗(miao)也(ye)刺(ci)激了(le)單(dan)(dan)核(he)(he)細(xi)胞(bao)和(he)mDCs中干擾素反應因(yin)(yin)(yin)子(zi)（IRF） 位點(dian)(dian)染(ran)色質可(ke)及(ji)性(xing)的(de)(de)(de)持續增加。這(zhe)與(yu)抗病(bing)毒(du)基因(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)表(biao)達(da)升高以及(ji)對(dui)不相關的(de)(de)(de)寨(zhai)卡(ka)病(bing)毒(du)和(he)登革病(bing)毒(du)的(de)(de)(de)抗性(xing)增強有(you)關。這(zhe)些結果(guo)表(biao)明(ming)，接(jie)(jie)種疫(yi)苗(miao)可(ke)刺(ci)激先天性(xing)免(mian)疫(yi)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)持久表(biao)觀基因(yin)(yin)(yin)組重(zhong)塑，并揭(jie)示AS03作為表(biao)觀遺傳佐劑的(de)(de)(de)潛力(li)。
研究流程圖（左(zuo)）；單細(xi)胞ATAC和單細(xi)胞轉錄(lu)組(zu)細(xi)胞分群圖（右）
富集通路網絡分析
