大家好，這是專注表觀組學十余年，領跑多組學科研服務的易基因。今天跟大家介紹一下易基因的新產品：單細胞轉錄組測序（smart-seq2）。

時下火熱的10X Genomics公司Chromium解決方案無法滿足某些特殊或者少量細胞樣本甚至單細胞轉錄組研究。Smart-seq2技術在單細胞水平對帶Poly（A）的RNA進行全長轉錄組擴增及高通量測序，能夠滿足高靈敏度、低偏好性的cDNA擴增，得到全長轉錄本，實現高水平的序列模板轉換。

Smart-seq2技術有較好的覆蓋范圍，可檢測到稀有轉錄本，無需額外的專業設備，應用范圍較廣，可以解決傳統 RNA 定量技術在早期胚胎發育、干細胞、癌癥、免疫等研究領域中存在的樣品量極低或細胞異質性的問題，是在單細胞水平研究基因表達強有力的工具，極大地拓展了RNA-seq 的應用范圍。

技術優勢：

（1）起始量低：1-1000個細胞或10pg-10ng total RNA即可高效擴增；

（2）轉錄本覆蓋度高：通過雙端引物擴增全長cDNA，獲得全轉錄組信息，避免3’端和5’端偏好性，產物完整性好；

（3）檢測靈敏度高：大幅度增加了低表達基因的檢出量;

（4）堿基分辨率高：可達單堿基分辨率，且可以定位到具體基因的具體轉錄本;

（5）實驗可控：質控點多，可從實驗的開端判斷細胞狀況。

研究方向：

可應用于細胞分子機制中細胞異質性研究，解決因樣本量少而無法進行高通量測序的情況。

免疫學研究

腫瘤及微環境研究

繪制組織精細化表達圖譜

早期胚胎發育

實驗策略：

Smart-seq2建庫技術流程圖

分析內容：

標準信息分析（需提供參考基因序列、參考基因組序列及基因注釋結果）	高級信息分析	定制化信息分析
測序質量評估與原始數據過濾，去除接頭序列及低質量reads；比對參考基因組或參考基因序列；測序與比對評估：數據比對統計，測序飽和度分析，測序隨機性分析；基因表達統計：基因覆蓋度，表達量，表達量豐度分布；新基因的轉錄本預測及注釋（需有參考基因組）；樣本關系分析：主成分分析（PCA）、相關性檢驗、樣本聚類圖；差異表達基因分析：差異表達基因篩選，差異基因表達模式聚類分析（熱圖），差異基因GO功能富集分析、KEGG通路富集分析、DO基因疾病富集分析（人）、Reactome通路富集分析（人、大鼠、小鼠）；String數據庫蛋白互作網絡分析；GSEA基因集富集分析。	SNP分析；基因結構優化（需有參考基因組）；基因可變剪切鑒定（需有參考基因組）。	基因表達趨勢分析（需要三個或以上有處理梯度的樣品）：利用STEM軟件將基因按照表達模式分為不同的趨勢、各趨勢基因的GO/KEGG功能富集分析、特定基因集聚類分析；權重基因共表達網絡分析（WGCNA）（至少15個樣本）：根據基因表達模式進行模塊劃分、樣本表達模式分析、模塊基因表達模式分析、性狀-模塊相關性分析、各模塊基因的GO/KEGG功能富集分析、基因間調控關系網絡圖。

送樣要求：

經典案例

Bj?rklund 等利用Smart-seq2單細胞轉錄組測序揭示人CD127+先天淋巴細胞的異質性

The heterogeneity of human CD127(+) innate lymphoid cells revealed by single-cell RNA sequencing

先天淋巴細胞（ILCs）是一種免疫細胞，它通過釋放可溶性的因素調節對病毒、細菌和寄生蟲的早期免疫反應。這些細胞可以根據細胞表面的轉錄因子及細胞因子被分為三個亞型，每種亞型都有不同的功能。利用流式細胞儀分選患有阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥患者的扁桃體組織中的ILCs（Lin?CD127+）和NK cells（CD45+Lin?CD127?NKG2A+CD56+CD16? ）。采用Smart-seq2進行單細胞轉錄組擴增建庫；Illumina HiSeq 2000 3M reads /樣本進行測序分析。采用PCA（主成分分析）和t-SNE對ILC中847個表達的基因進行分型分析，將細胞分為4類：ILC1、ILC2、ILC3、NK cells。應用SCDE軟件包對4類細胞的差異基因進行分析，找出共有及特有差異基因，結果發現，CD127+ILCs中共有的差異基因的表達量比NK細胞中明顯要高。ILC1、 ILC2、ILC3差異基因表達分析，結果表明，ILC1 cells共有79個上調表達基因，參與干擾素γ的調控，ILC2 cells共有58個上調表達的基因，在前列腺素、Notch信號通路及環境感應中發揮作用，ILC3 cells共有371個上調表達的基因，根據GO注釋有85個與免疫相關，且存在未知功能的基因。

采用PCA和t-SNE分析ILC3中1,958個注釋的免疫基因，將ILC3分為3個亞型：Cluster A、Cluster B、Cluster C, 通過對這3種亞型細胞的分析，發現了新的免疫細胞CD62L+ ILC3。本研究通過對648個單細胞進行單細胞轉錄組測序分析，應用t-SNE細胞分型、SCDE基因差異表達分析，在ILC3中發現新的免疫細胞CD62L+ ILC3。

參考文獻：

Bjorklund, A.K., et al., The heterogeneity of human CD127(+) innate lymphoid cells revealed by single-cell RNA sequencing. Nat Immunol, 2016. 17(4): p. 451-60

總結

以上是生活随笔為你收集整理的易基因单细胞转录组测序（smart-seq2）｜技术推介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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