Science发布新型单细胞基因表达检测技术

　　

生物通报道  发表在最新一期《科学》（Science）杂志上的一篇研究论文，证实了一种新型的大规模平行测序技术可借助于新一代测序（NGS）在单细胞水平上检测基因表达（延伸阅读：Fluidigm推出高通量的单细胞mRNA测序流程 ）。

论文作者、来自Cellular Research, Inc公司的Christina Fan博士、Glenn Fu博士以及Stephen Fodor博士，描述了这一技术并报告了几项针对人类造血系统细胞的基因表达研究结果。

Fan等在研究论文中指出，单细胞分析对于了解非均质系统越来越重要。达不到这一分辨率，来自少数细胞的巨大表达变化看起来就会与来自大量细胞的微小表达变化相差无几。

在这篇文章中，科学家们描绘了“一种技术上简单的基因表达细胞计量方法”，利用细胞和分子特异性条形码可在成千上万或甚至数十万细胞中一次研究大量的基因。将单个细胞以及负载引物的磁珠放入微孔中；当细胞裂解之时，mRNAs会与磁珠上的条形码引物杂交。这些磁珠可通过磁力回收并转移到试管中进行逆转录和扩增，然后进行NGS分析。

作者们写道：“测序扩增产物可以揭示出细胞标签、分子索引以及基因一致性。计算分析会基于细胞标签将reads进行分组，并将具有相同分子索引和基因序列的reads归到同一项中以纠正扩增偏倚 ，从而可以测定出每个孔中每种基因的绝对转录物数目。”

“这一独特的标记策略及大规模平行测序方法，使得能够得到NGS平台的所有研究人员都能够简单方便地完成单细胞分析，”论文的主要作者、Cellular Research公司研究员Christina Fan博士说。

研究论文还报告了利用这一技术获得的来自各种类型造血细胞的数据。科学家们以高通量方式分析了大约15,000个细胞，预计消耗品成本为每个孔几个便士。在一系列实验中，Fan等重演了数十年来的一些研究结果，确定了构成造血系统的各个细胞亚型的特征。他们借助于其他一些具有挑战性的生物学问题证实了这一新技术的力量，例如证实了可以在正常细胞的大背景下以极少数量细胞检测到罕见恶性细胞类型。

论文的资深作者、Cellular Research公司首席执行官Stephen Fodor说：“这一技术将为发育生物学和疾病开辟广阔的新机会，并揭示出一些新见解。检测大量单细胞的遗传谱，应该可以推动发现一些具有较高患者反应率的治疗方法，以及开发出提供更多信息的早期诊断方法。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

“Combinatorial labeling of single cells for gene expression cytometry," appears in the February 6, 2015 issue of Science