10x Genomics的免疫组库解决方案究竟能做什么？
随着新冠疫情的爆发，破解病毒攻击免疫系统的机制，了解免疫系统的应答反应就显得特别重要。今天小编就想和大家聊一聊，10x Genomics的免疫组解决方案，究竟能做什么？
如上图所示，10x Genomics单细胞免疫组解决方案，可以在同一个细胞内，同时获取单细胞内基因表达+单细胞表面蛋白多样性+T/B细胞表面受体TCR／BCR的V（D）J多态性+与对应V（D）J序列特异性识别的细胞表面抗原共四重单细胞数据结果。是的，您没有看错，通过一次实验，您就可以拿到四种数据，进行联合分析！
10x Genomics是如何做到一次实验，捕获四种信息的呢？
其奥妙就在于10x凝胶珠（Gel Beads）上面的Oligo序列，每个Gel Beads上面有数百万独特的寡核苷酸序列，其尾部的Switch oligo可以和mRNA的5’端添加的三个RNA的C碱基互补配对，抓取所有信使RNA和含有V（D）J序列的信使RNA，同时，它也可以和细胞表面抗体及细胞表面抗原-MHC复合物的Capture Sequence互补配对，从而实现序列的抓取。通过测序后，我们可以通过读取10x Barcode及Feature Barcode的序列信息，得知每一个细胞内有哪些RNA在表达，其细胞表面有哪些蛋白，其能识别哪些抗原。
TCR/BCR的V（D）J序列是如何获得的呢？
因为V（D）J序列就在mRNA上，且靠近mRNA 5’端，所以我们在当初捕获mRNA的时候，不仅能得到转录组的全长序列，并保留了靠近mRNA的5’端的序列，同时还捕获了细胞表面蛋白和抗原-MHC复合物的标签，这时我们得到的是三种序列信息。因此，我们需要先通过磁珠富集含有细胞表面蛋白和抗原-MHC复合物的标签序列，该序列较短，构建一个文库；然后将相对较长的的一部分用于构建mRNA 文库，一部分通过巢式PCR进行V（D）J区域的富集，构建V（D）J文库。即：一次实验，构建三种文库，得到4种序列！
一次实验，得到这些数据，有什么意义呢？
10x内部做了一个数据测试，选择了十个供体，共投入8千万个CD8+T 细胞和44种抗原-MHC复合物，采用10x Genomics免疫组解决方案，通过8张芯片，一周的实验，最终获得了16万个单细胞的数据，有73%的细胞获得了配对的αβ链，其中有14320的αβ链找到了对应的抗原信息。10x Genomics一周的实验数据，远远超过了VDJ Database数据库25年的数据积累。可见10x Genomnics技术的突破为我们带来了想像之外的速度和效率。
10x Genomics用于新冠研究案例赏析
文章题目：Potent neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 identified by high-throughput single-cell sequencing of convalescent patients’B cells
发表时间：2020年5月17日
发表期刊：Cell
北大谢晓亮团队利用其在单细胞基因组学的专长，联合佑安医院，利用10x Genomics的单细胞免疫组解决方案从60位康复期病人身上筛选出8558种病毒蛋白结合抗体序列，成功找出14株高活性的中和抗体。其中编号为BD-368-2的抗体表现突出，在假病毒实验中的半抑制浓度（IC50）达到1.2 ng/mL (8pM)；在军事医学研究院P3实验室进行的真病毒实验中，IC50达到15 ng/mL (100pM)。完成的中和抗体体内抗病毒实验已经证实，利用中国医学科学院医学实验动物研究所秦川教授团队的hACE2转基因小鼠模型，感染SARS-Cov-2后给予BD-368-2的治疗使病毒载量下降~2400倍。而注射BD-368-2后可完全抑制小鼠的病毒感染，达到预防效果。
文章题目：Discriminating mild from critical COVID-19 by innate and adaptive immune single-cell profiling of bronchoalveolar lavages
发表时间：2021年1月21日
发表期刊：Cell Research
浙江大学医学院附属妇产科医院钱俊斌研究员与比利时VIB研究所Diether Lambrechts 教授以及鲁汶大学等团队合作，该研究对22位新冠肺炎和13位普通肺炎病人的肺泡灌洗液进行了10x Genomics单细胞转录组、免疫组 (TCR, BCR) 联合测序，系统构建了新冠肺炎免疫反应图谱 ，第一次在单细胞水平上比较了新冠肺炎与普通肺炎在致病机制上的区别，并在整合公共数据分析后揭示了轻症转为重症新冠肺炎的关键免疫学动态机制。
文章题目：COVID-19 immune features revealed by a large-scale single cell transcriptome atlas
发表时间：2021年2月3日
发表期刊：Cell
新冠肺炎单细胞研究中国联盟,整合国内10x Genomics单细胞数据，系统研究新冠肺炎的致病机制。联盟共获得196个新冠病人（包括正常对照）的284个样本（包括痰液、肺泡灌洗液、胸水、外周血等）超过25T近150万个细胞的单细胞转录组测序数据，并迅速完成了数据整合与分析，揭示了新冠病毒感染机制和在不同疾病发病阶段机体免疫反应特点。
