云准服务|单细胞多组学解决方案

10x Genomics单细胞技术原理

10x Genomics单细胞技术优势

10x Genomics单细胞主要应用领域

10x Genomics单细胞多组学服务内容

▶ 单细胞3'转录组检测

▶ 单细胞5'转录组检测

▶ 单细胞表面蛋白多样性检测

▶ 单细胞表面抗原特异性检测

▶ 单细胞TCR/BCR V（D）J多样性检测

▶ 单细胞CRISPR Screening

▶ 单细胞ATAC检测

案例解析

本文使用10x及Smart-seq2两种技术对从结直肠癌患者中收集的免疫和非免疫细胞进行单细胞转录组测序，从中鉴定出包括T细胞、B细胞、先天性淋巴细胞（Innate lymphoid cell, ILC）、髓系细胞、上皮细胞、成纤维细胞等主要细胞类群及下属的40个CD45+的免疫细胞类群和12个CD45-的非免疫细胞类群。在单细胞水平对结直肠癌患者的肿瘤微环境，特别是浸润髓系细胞类群首次进行了系统性的刻画，分析了TAM和DC细胞的类群特征、谱系发育及其与T细胞和其他细胞间相互作用关系。基于以上结果，研究团队分别对接受anti-CSF1R抑制剂和anti-CD40激动剂的小鼠模型进行单细胞测序，揭示了这两种靶向髓系细胞的免疫治疗策略潜在的作用机理。

用单细胞转录组测序（scRNA-seq）技术和单细胞T细胞受体测序（scTCR-seq）技术，对9例COVID-19患者（包括6例重症/危重患者和3例普通型患者）和4例健康人的支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞进行了整合分析。研究通过绘制支气管肺泡免疫微环境图谱，发现重症COVID-9患者BALF中富含促炎性单核细胞源性巨噬细胞；而普通型患者中却以定植CD8+ T细胞高度克隆性扩增为特征。该研究是国际上首次在单细胞层面对新冠肺炎组织原位（支气管肺泡灌洗液）进行深度分析研究，这可以为提示COVID-19重症化发病机制以及可能的保护机制提供科学依据。

本文应本文采用了10x Genomics的Chromium单细胞ATAC（Assay for Transposase Accessible Chromatin）解决方案，分析了在PD-1阻断免疫疗法之前和之后采集的基底细胞癌患者的原发性肿瘤活检样本，并从超过30,000个细胞中得到了高质量的单细胞ATAC-seq分析图谱。本研究描述了单细胞水平的表观遗传调控，以表征人类免疫细胞的发育和肿瘤浸润淋巴细胞的调节。研究结果阐明了单细胞ATAC-seq如何能够在健康和患病组织中发现细胞类型和DNA调控因子。

对于人类疾病成因的确认，常常需要对异常DNA分子表型进行反卷积，对基因表达和蛋白表达丰度进行确认。本文作者提出了一个基于单细胞分析的工作流程，集成了高通量单细胞的蛋白定量，转录组分析和染色质可及性（chromatin accessibility）的分析。本文通过cellular indexing of transcriptomes and epitopes by sequencing（CITE-seq）+10x scRNA-seq+10x scATAC-seq技术，为健康血液的发育建立了正常表观遗传基础，然后在混合表型的急性白血（MPALs）病患者血液中将其用于反卷积异常分子的特征。尽管在患者队列中存在广泛的表观遗传异质性，但仍然可以在患者间观察到常见的恶性特征，以及个体患者表型间共有的具体调节特征。通过转录组和染色质可及性图谱的综合分析，确定了91,601个peak to gene的连锁。这些分析显示了那些健康造血特有的调控，MPALs特有的调控，以及两者共有的保守子集。同时也揭露了调节白血病特有的转录因子，例如RUNX1连锁的调控元件邻近标记基因CD69。

作者使用了大量的TotalseqTM-A和TotalseqTM-B系列抗体，对正常发育进行单个细胞层面的整合的、多组学的分析，揭示不同患者中独特而共享的疾病分子机制，也为单细胞多组学分析提供新的思路。

本文通过对拟南芥根7965个细胞进行10x Gemomics Chromium单细胞RNA测序，采用t-SNE可视化分析，共发现24个亚群，并用已知发表的103个基因对不同亚群进行了鉴定。不仅与目前已发表结果一致，而且发现了可能的新亚群。再结合UMAP以及Monocle2算法对拟南芥单细胞RNA表达进行拟时序分析，分别对24个亚群参与的发育过程进行分析，同时解析根尖干细胞分化不同根细胞类型的分化过程。揭示不同细胞类型对植物激素，水，离子运输和胁迫等相关生物学过程的响应情况。该研究不仅绘制了拟南芥根部的细胞发育图谱，也为后续拟南芥根部实验的设计思路和方向提供了主要的线索。