安诺基因助力单细胞组学里程碑研究——浙大郭国骥组Cell报道首个小鼠细胞图谱
2018.02.23

美国当地时间2月22日,国际顶级期刊Cell在线发表了浙江大学基础医学院郭国骥团队论文“Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-Seq”。郭教授团队利用自主研发的Microwell-Seq平台,对小鼠50多种器官和组织的细胞悬浮液进行单细胞分选及建库,通过对40多万个细胞进行单细胞转录组分析,绘制了世界上首个哺乳动物细胞图谱(图1),可谓是单细胞组学领域一项里程碑式的研究。安诺基因与郭教授课题组合作完成了单细胞转录组测序相关工作,为后续深入合作奠定了基础。 

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图1 文章实验思路图


在此项研究中,郭国骥团队研发设计了Microwell-Seq平台,首先通过琼脂糖微孔板捕获细胞,每个微孔板包含10万个微孔,能同时捕获约5千至1万个单细胞,之后通过镜检,用毛细管去除单一微孔的多余细胞,提高单细胞捕获率。随后,加入带有barcode的磁珠,同捕获的单细胞相结合,裂解液加入后,结合不同磁珠的细胞被转移到1.5mL管里,进行后续的反转录、3’端扩增及建库测序(图2)。
 

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图2 Microwell-Seq平台技术流程


研究进一步利用Microwell-Seq平台,对小鼠主要组织及器官的40多万个细胞进行了单细胞转录组分析,利用基因表达模式差异,获得每种器官、组织的细胞亚型,绘制出小鼠细胞图谱,同时创建了小鼠细胞图谱网站(http://bis.zju.edu.cn/MCA/)。基于来源于小鼠50多种组织的6万个细胞的单细胞转录组数据,文章共鉴定出了小鼠的98个主要细胞亚群(图3)。


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图3 小鼠细胞亚群鉴定


在对小鼠乳腺组织的研究中,文章选取了未交配小鼠及怀孕小鼠的相应组织细胞样本,进行Microwell-Seq分析,共鉴定了19个细胞亚群,同时发现了怀孕小鼠与未交配小鼠乳腺组织细胞类型的差异,比如在怀孕小鼠的乳腺组织中,含有大量的肌上皮细胞。此外,在小鼠乳腺组织中,还发现了大量的免疫细胞(图4)。
 

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图4 小鼠乳腺组织细胞亚群鉴定


通过对小鼠肾脏组织的分析,文章鉴定出了29个细胞亚群,并获得相应marker利用原位杂交的方法对S1细胞、肾脏内皮细胞进行了定位(图5)。


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图5 小鼠肾脏组织S1细胞、肾脏内皮细胞原位杂交


研究通过对小鼠各重要器官组织细胞类型的分析鉴定,进一步绘制了细胞、组织层面的相关性网络图。在图中,交互最多的网络是间叶细胞-上皮细胞轴线及内皮细胞-造血细胞轴线,而胚胎干细胞、睾丸细胞则形成了独立的网络(图6)。
 

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图6 小鼠细胞相关性网络图


郭国骥团队创建的Microwell-Seq平台,实现了高通量细胞捕获及混合建库,在提升现有单细胞技术精度的同时,大大缩短了实验时间,降低了单细胞文库构建成本。同时世界上首个哺乳动物细胞图谱的绘制完成也对接下来人类细胞图谱的构建提供了良好的参考依据,具有重要的指导意义。


2017年中单细胞测序技术不断发展,众多研究者利用单细胞技术取得了丰硕的成果,各项大型计划的提出更是“引爆”了单细胞测序新时代,而在2018年开年之际,我们国内团队又贡献了单细胞组学领域里程碑式的研究。作为国内单细胞测序技术整体解决方案的领导者,安诺基因团队与法国居里研究所、中科院动物所、西南大学、南京医科大学等多家科研院所已有丰富的单细胞测序技术合作经验,参与了多项单细胞研究工作,相关研究成果发表在Science、eLife、Immunity、Nature子刊等国际高水平期刊(表1)。我们已备好单细胞多组学研究解决方案,期待与您一起,探索生命之美。


表1 安诺基因单细胞测序高分文章列表

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参考文献:


Han X, Wang R, Zhou Y, Fei L, Sun H, Lai S, Saadatpour A, Zhou Z, Chen H, Ye F, Huang D, Xu Y, Huang W, Jiang M, Jiang X, Mao J, Chen Y, Lu C, Xie J, Fang Q, Wang Y, Yue R, Li T, Huang H, Orkin SH, Yuan GC, Chen M, Guo G. Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-seq [J]. Cell. 2018, 172: 1091–1107.


文案:单细胞产品经理 张玥


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