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10x Genomics单细胞3'转录组测序
背景介绍
单细胞测序是近年来生物学领域最火的技术之一，凭借其极高的分辨率能够精准的剖析样本细胞组成信息，进而揭示单个细胞的基因结构和基因表达状态，并反映细胞间的异质性。另外，现有单细胞平台可以一次性分离几千个单细胞，有助于发现新的细胞类型。随着单细胞测序技术的不断更新和发展，其在解析细胞异质性，揭示微环境中细胞群体间的关系，追踪疾病发生发展等研究中将发挥越来越重要的作用，后续可为个性化预防、治疗提供技术支持。
单细胞测序和传统测序的区别
技术原理
10x Genomics平台基于微流控技术分选单个细胞，将带有barcode标签的凝胶珠与细胞或细胞核、酶以及分液油混合，产生成千上万个单细胞乳液微滴，每个微滴都作为单独的反应体系，凝胶珠在其中溶解，捕获每个细胞的目标分子，添加barcode并扩增。这样来自同一细胞或细胞核的所有片段都共享一种10x barcode。将成千上万个细胞的带有barcode的产物混合，进行下游反应，从而产生与短读长测序仪兼容的文库。在测序后，生物信息分析工具将利用可识别的barcode序列将测序片段定位到原本的单细胞或细胞核。
基于Next GEM技术的10x Genomics单细胞技术原理及工作流程
微滴结构
注：微滴（GEM） 包裹了10x Genomics系统内的每个微反应，其中单细胞、试剂以及带有barcode的凝胶珠都包裹在单个微滴内。
10x Genomics单细胞转录组测序
10x Genomics单细胞转录组测序，可以高通量的检测单个细胞中3’mRNA表达信息。该技术将带有barcode和引物的凝胶珠以及单个细胞包裹在油滴中，逆转录后产生带barcode的cDNA，进行建库测序后，即可一次性获得大量单细胞的基因表达数据，从而实现细胞亚群分类与细胞群体间标记物筛选，广泛用于细胞群体检测、细胞异质性以及细胞发育分化等研究。
单细胞3’转录组测序产品凝胶珠构成
结果展示
细胞聚类分析
细胞分群图（左1）； 亚群Marker基因注释（左2）； 细胞亚群特征基因聚类热图（右1）； 小提琴图（右2）
功能富集分析
GO 富集分析（左1）； KEGG富集分析（左2）； GSEA富集分析（右1）； 蛋白互作网络分析（右2）
细胞轨迹分析
基因表达拟时间分析（左）； RNA Velocity 分析（右）
细胞互作分析
细胞互作图（左1）； 基因表达相关性关联图（左2）； Cluster 间的互作关系网（右1）； 配体受体互作分析（右2）
产品优势
超高通量
标准模式下，每个样本可检测500-10,000个细胞，高通量模式下，每个样本可检测1,000-20,000个细胞；
高捕获率
每个样本捕获效率高达65%，高效捕获每个细胞中的基因表达信息；
高性价比
与低通量或传统人工操作等方法相比，成本降低数十倍；
广泛应用
对细胞类型无限制，已广泛应用于识别细胞周期、肿瘤细胞异质性、鉴定罕见细胞类型、免疫细胞分析、疾病分型等领域；
经验丰富
J9九游信誉医药技术团队现已累积100余种不同组织类型、数千余个样品的10x Genomics单细胞测序经验。
送样要求
应用方向
应用案例
利用多内胚层器官图谱和类器官模型绘制人类发育图谱
Charting human development using a multi-endodermal organ atlas and organoid models
发表杂志：Cell （IF: 41.582）； 发表时间： 2021年 5月； 应用技术： 10x Genomics单细胞转录组测序
为了构建较为全面的人体内胚层器官转录组图谱，本研究收集了7至21周流产胎儿的食道、肺部、胃部、小肠、结肠等5个不同器官共11个不同部位的组织，使用10x Genomics进行单细胞转录组测序。通过聚类分析，该数据集可划分为上皮细胞、间质细胞、内皮细胞、免疫细胞、神经细胞、红细胞、肝细胞等七个大类及下属27个小类。通过比较，发现上皮细胞、间质细胞的器官特异性较大，而内皮细胞、免疫细胞、神经细胞的较小。本研究阐明了细胞状态、转录因子、器官特异性上皮干细胞和间充质相互作用跨谱系。研究发现间充质来源的生态位信号NRG1在体外促进肠干细胞的成熟，并且同源转录因子CDX2是人类肠上皮和间充质区域化所必需的。本研究结合了细胞图谱和类器官技术来理解人类器官发育是如何协调的。
研究流程图（左）； 细胞分群图（右）
