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10x Genomics單細胞3'轉錄組+ATAC測序
背景介紹
單細胞測序是近年來生物學領域最火的技術之一，憑借其極高的分辨率能夠精準的剖析樣本細胞組成信息，進而揭示單個細胞的基因結構和基因表達狀態(tài)，并反映細胞間的異質性。另外，現有單細胞平臺可以一次性分離幾千個單細胞，有助于發(fā)現新的細胞類型。隨著單細胞測序技術的不斷更新和發(fā)展，其在解析細胞異質性，揭示微環(huán)境中細胞群體間的關系，追蹤疾病發(fā)生發(fā)展等研究中將發(fā)揮越來越重要的作用，后續(xù)可為個性化預防、治療提供技術支持。
單細胞測序和傳統(tǒng)測序的區(qū)別
技術原理
10x Genomics平臺基于微流控技術分選單個細胞，將帶有barcode標簽的凝膠珠與細胞或細胞核、酶以及分液油混合，產生成千上萬個單細胞乳液微滴，每個微滴都作為單獨的反應體系，凝膠珠在其中溶解，捕獲每個細胞的目標分子，添加barcode并擴增。這樣來自同一細胞或細胞核的所有片段都共享一種10x barcode。將成千上萬個細胞的帶有barcode的產物混合，進行下游反應，從而產生與短讀長測序儀兼容的文庫。在測序后，生物信息分析工具將利用可識別的barcode序列將測序片段定位到原本的單細胞或細胞核。
基于Next GEM技術的10x Genomics單細胞技術原理及工作流程
微滴結構
注：微滴（GEM） 包裹了10x Genomics系統(tǒng)內的每個微反應，其中單細胞、試劑以及帶有barcode的凝膠珠都包裹在單個微滴內。
10x Genomics單細胞多組學ATAC+轉錄組測序
10x Genomics單細胞多組學ATAC及轉錄同時檢測技術，可以實現上千個細胞在單細胞水平同時分析基因表達和染色質可及性。提供了單細胞基因表達譜及表觀基因組的統(tǒng)一視圖。同時利用兩種模式，可提高細胞狀態(tài)的分辨率，識別差異基因表達的驅動因子，并發(fā)現具有相似轉錄譜但染色質功能不同的細胞。對于理解腫瘤異質性的驅動因素，揭示耐藥機制以及導致神經退行性疾病或免疫性疾病的細胞類型具有重要意義。
單細胞ATAC+轉錄聯合檢測產品凝膠珠構成
單細胞核ATAC+轉錄聯合檢測技術原理
單細胞ATAC+轉錄聯合檢測實驗流程
結果展示
scRNA與 scATAC細胞分群圖（左）； scRNA與scATAC細胞類型相關性分析（右）
基因調控原件與基因表達分群熱圖（左）； 基因調控原件與基因表達氣泡圖（右）
基因調控原件與靶基因的聯合分析（左）； scRNA與scATAC擬時間序列分析（右）
基因共可及性分析（左）； 差異Peak峰與基因表達關系（右）
產品優(yōu)勢
超高通量
標準模式下，每個樣本可檢測500-10,000個細胞，高通量模式下，每個樣本可檢測1,000-20,000個細胞；
高捕獲率
每個樣本捕獲效率高達65%，高效捕獲每個細胞中的基因表達信息；
高性價比
與低通量或傳統(tǒng)人工操作等方法相比，成本降低數十倍；
廣泛應用
對細胞類型無限制，已廣泛應用于識別細胞周期、腫瘤細胞異質性、鑒定罕見細胞類型、免疫細胞分析、疾病分型等領域；
經驗豐富
百奧醫(yī)藥技術團隊現已累積100余種不同組織類型、數千余個樣品的10x Genomics單細胞測序經驗。
送樣要求
應用方向
應用案例
流感疫苗誘導的免疫細胞表觀基因組和轉錄全景圖
The single-cell epigenomic and transcriptional landscape of immunity to influenza vaccination
發(fā)表雜志：Cell （IF: 41.582）； 發(fā)表時間： 2021年 7月； 應用技術： 10x Genomics單細胞ATAC測序， 10x Genomics單細胞轉錄組測序
新的證據表明，表觀基因組在免疫中起著重要作用。在這里，我們在單細胞水平繪制了人類流感疫苗免疫的表觀基因組和轉錄景觀。季節(jié)性流感疫苗在單核細胞和髓樣樹突狀細胞（mDCs） 中誘導H3K27ac持續(xù)減少，這與toll樣受體刺激導致的細胞因子反應受損有關。單細胞ATAC-seq分析顯示，在接種疫苗后，在ap-1靶向位點染色質可及性降低的單核細胞具有表觀基因組上獨特的亞群。接種as03佐劑的H5N1大流行性流感疫苗也觀察到類似的效果。然而，該疫苗也刺激了單核細胞和mDCs中干擾素反應因子（IRF） 位點染色質可及性的持續(xù)增加。這與抗病毒基因的表達升高以及對不相關的寨卡病毒和登革病毒的抗性增強有關。這些結果表明，接種疫苗可刺激先天性免疫系統(tǒng)的持久表觀基因組重塑，并揭示AS03作為表觀遺傳佐劑的潛力。
研究流程圖（左）；單細胞ATAC和單細胞轉錄組細胞分群圖（右）
富集通路網絡分析
