Microwell-Seq技術，高通量單細胞RNA測序技術的創新

High-throughput Single Cell RNA-Seq

每個細胞都是獨一無二的，但我們的研究對象往往是細胞群體，忽略了這些細胞之間的異質性。正因如此，單細胞基因組學研究受到了越來越多的關注。

晶佰INNO系列單細胞測序平臺，專為單細胞RNA測序設計研發，是實現單細胞水平轉錄組研究的創新平臺。普通RNA測序所提取的RNA源于樣本中的多個細胞，所以普通測序的結果不可避免的會受到不同細胞間異質性(Heterogeneity)的影響，而單細胞RNA測序則是針對單個細胞的轉錄組進行測序，能夠更好地幫助我們認識細胞與細胞之間的差異。

新成員Microwell-Seq

Kit，引入Microwell-Seq專利技術，帶來實現高通量單細胞RNA測序，即可同時對成千上萬個細胞進行單細胞水平的轉錄組分析。細胞通過重力作用落到Microwell微孔板的微孔中，一個微孔只能容納一個細胞。微孔板加載帶barcode的磁珠，加載細胞和磁珠的過程可視化、加載效率可調節。接著，在微孔體系中進行細胞裂解反應，磁珠捕獲mRNA，給每個細胞的mRNA加上特異性標簽。搜集磁珠，離心管中進行第一鏈cDNA合成與cDNA擴增。基于Microwell-Seq技術，可實現從細胞懸液到雙鏈cDNA的一站式過程。

Microwell-Seq特點

?通量高——單個microwell微孔板可分離1，0000個細胞，可同時處理多張微孔板；80多萬種標簽序列，讓一次性進行群體細胞的復雜原代細胞群分析、細胞異質性分析、細胞周期分析成為可能。

?效率高——mRNA逆轉錄與擴增后可獲得1-500ng高質量雙鏈DNA

?3’端擴增——cDNA文庫轉座酶切斷后，3’端特異性擴增

?兼容性強——適合illumina所有的測序儀

?污染小——污染小于0.6%

?操作靈活——可實時觀察細胞下落狀態，靈活性大

?經濟節約——相對單細胞測序而言，Microwell-Seq實現了高通量的單細胞測序，單個細胞成本大大降低。

Microwell-Seq應用

Microwell-Seq適用于單個細胞的表達分析、腫瘤細胞異質性研究、免疫細胞群研究、干細胞分化研究、胚胎早期發育研究等領域。

1、免疫細胞RNA-Seq，揭示機體免疫機制。

免疫反應是集體對異己成分或者變異的自體成分做出的防御反應，免疫細胞對抗原物質的應答反應具有復雜性和不均一性的異質性特點。傳統的檢測方法，取樣來自一大堆細胞，低估了免疫細胞的多樣性。并且，腫瘤的發育和免疫功能的失調有著密切的關系，細胞間廣泛存在的細胞異質性使研究更加復雜化。而單細胞RNA-Seq可以揭示豐富的信息。利用高通量RNA-Seq對細胞進行分析，揭示細胞應答反應的旁泌機制。

2、腫瘤細胞異質性研究，有望研究清楚腫瘤細胞的來源及分化演變的過程。

腫瘤細胞之間具有很大的異質性，癌基因在同一腫瘤的不同細胞之間表達差異很大，根據不同的基因表達類型可將癌細胞分為多個亞群。腫瘤細胞的異質性越高則預后性越差，不同的基因表達類型是導致腫瘤惡性程度或者耐藥性等差異的主要原因。對腫瘤細胞進行轉錄組進行分析，研究清楚腫瘤細胞的來源及分化演變的過程，找到導致腫瘤侵襲、轉移、耐藥的機制以及相關基因和通路，對腫瘤的臨床治療提供靶向及指導。

3、胚胎發育研究

哺乳動物早期胚胎發育階段的細胞轉錄組分析需要單細胞RNA-Seq技術。近年來，小鼠和人類胚胎早期發育階段的單細胞RNA-Seq分析陸續被報道。來自不同發育時期(卵細胞、受精卵、2-8期細胞、桑椹胚和囊胚)的胚胎細胞通過組成分分析或無監督聚類等生物學分析方法可以正確地歸類，表明床前胚胎細胞具有動態而規律的轉錄組變化。

4、組織器官發育研究

組織器官發育是單細胞RNA-Seq技術的一個重要應用領域。近年來陸續報道了多種組織器官(如肺、腦、腎、血液、內耳等)發育過程的單細胞轉錄組分析。研究表明，單細胞RNA-Seq能夠精細地分辨出組織器官發育過程中包括過渡細胞類型在內的各種細胞類型的轉錄組。單細胞分辨率轉錄組圖譜的繪制必將有力推動各種組織器官的發育生物學研究。

5、干細胞發育以及分化研究

干細胞能夠分化成機體內任何類型的細胞，既是研究人體早期發育的理想工具，也是細胞治療的寶貴資源。細胞間的差異和異質性是干細胞群體固有的基本特性，如果我們對一群細胞進行組學分析，這些關鍵的信息就會被掩蓋。而高通量單細胞RNA-Seq，則為干細胞發育和分化研究提供了有力的工具。

6、細胞表達圖譜

北京時間2月23，國際頂級期刊CELL雜志發表了浙大80后教授郭國驥團隊的新研究成果，利用自主開發的完全國產化的Microwell-seq高通量單細胞測序平臺，對來自小鼠近50種器官組織的40余萬個細胞進行了系統性的單細胞轉錄組分析，繪制了世界上第一張哺乳動物細胞圖譜，小鼠圖譜的完成也將對下一步人類細胞圖譜的構建帶來指導性的意義，并帶來細胞生物學、發育生物學、神經生物學、血液學、再生醫學等多個領域的研究進展。【來自澎湃新聞】

人類細胞圖譜計劃(the Human Cell Atlas)已經啟動，單細胞水平上的轉錄組研究是必然的一個人類課題，Microwell-Seq技術將單細胞分離技術和mRNA條碼技術創新性地結合，實現了細胞的大規模集成化分析，大大節約了分析時間和成本，為研究細胞之間的異質性帶來了希望。

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總結

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