Nature methods发布单细胞测序新技术

　　

来自瑞典Ludwig癌症研究所及Karolinska研究所的研究人员，在最新一期（9月22日）的《自然方法》（Nature Methods）杂志上报告了一项获得重大改良的新技术，可以利用它来分析单细胞中的基因表达——这一性能与从基础研究到未来癌症诊断的一切事物均存在关联。

资深作者Rickard Sandberg 说：“在肿瘤和健康组织中有一些细胞的数量稀少，除了单细胞方法没有任何其他的技术能够对它们进行分析。这种方法使得我们能够鉴别各种各样组织中稀少且重要的细胞亚群。我们还能够利用它以从所未有的精确性，梳理分析随着胚胎发育为生物体或是肿瘤获得转移性，细胞从一种状态转换至另一种状态独特基因组的表达情况。”

传统的方法依赖于一次性总体分析数百万个细胞的基因表达，往往会掩盖特异组织中某些特化细胞具有生物学意义的基因表达差异。单细胞分析基因表达克服了这一局限。2012年，Illumina生物公司联合Sandberg实验室开发出了用于此类分析的领先技术：Smart-seq（免费获取Smart-seq相关产品资料）。

为了开发出这一命名为Smart-seq2的新技术，Sandberg研究小组开展了450多次试验来改进他们的初始方法。新程序将捕获RNA分子的数量提高了3-4倍，相比当前的技术每个细胞转换的基因数多出了2000多个。它还可以捕获更加完整的基因序列，在这类研究中这是一个极大的挑战，当前的方法通常只能捕获到表达基因的部分序列。这将使得研究人员能够更细致地分析，不同人群相同基因之间的细微差异——单核苷酸多态（SNPs）是如何造成生物学和疾病中的差异的。

这一新方法对于癌症研究可能尤为有价值。鉴别肿瘤中的罕见细胞亚群及了解它们在癌症生存和进程中的作用，可为开发出诊断及靶向治疗提供重要的信息。Ludwig研究所研究人员近期发布的一项研究，描述了化疗如何将黑色素瘤中某些细胞亚群推动至药物敏感状态，然后毁灭它们的机制。随着研究人员更好地了解不同肿瘤类型中发现的细胞种类，及定义它们的基因表达模式，有可能设计出更多这样的策略。

由于Smart-seq2利用现成的试剂，其成本只有商业化试剂盒的大约二十分之一，可使得研究人员更大规模地开展复杂的单细胞分析。它的组成成分和原理向公众公开，科学团体还可以进一步对它进行改良。

拥有了更有效及价格实惠的Smart-seq2，Sandberg实验室现正推动一些需要进行大规模、单细胞基因表达分析的项目。“通过购买论文中描述的一些成份组装自己的试剂盒，所有的研究人员都可以完成他们的单细胞基因表达分析，”Sandberg说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Smart-seq2 for sensitive full-length transcriptome profiling in single cells

Single-cell gene expression analyses hold promise for characterizing cellular heterogeneity, but current methods compromise on either the coverage, the sensitivity or the throughput. Here, we introduce Smart-seq2 with improved reverse transcription, template switching and preamplification to increase both yield and length of cDNA libraries generated from individual cells. Smart-seq2 transcriptome libraries have improved detection, coverage, bias and accuracy compared to Smart-seq libraries and are generated with off-the-shelf reagents at lower cost.