單細胞測序是指針對單個細胞進行全轉(zhuǎn)錄組測序分析，可精確地描述每一個細胞的狀態(tài)，在異質(zhì)性發(fā)育過程中具有不可忽視的應(yīng)用價值。然而，單細胞測序無法給出固態(tài)異質(zhì)化組織中細胞空間排布信息，對于揭示發(fā)育過程、病理微環(huán)境都存在很大的局限性?？臻g轉(zhuǎn)錄組測序以點陣形式記錄病理切片細胞的空間信息并進行測序，可以精確指示點陣內(nèi)的全部基因表達情況。空間轉(zhuǎn)錄組測序的加入，無疑讓單細胞測序如虎添翼，更精確地勾勒了組織水平的異質(zhì)性。單細胞多組學測序技術(shù)提供了全新的視角來分析細胞的分化路徑、細胞間的交互調(diào)控和細胞亞群的分離現(xiàn)象。廣州BD Rhapsody單細胞多組學

2016年發(fā)表的DR-seq和G&T-seq技術(shù),實現(xiàn)在單細胞內(nèi)同時進行基因組和轉(zhuǎn)錄組的測序分析,使得研究人員能夠在分析細胞間基因組差異和基因表達異質(zhì)性的同時,進一步理解基因組序列差異、拷貝數(shù)變異與轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性之間的關(guān)系.隨后在同一個單細胞內(nèi),基于轉(zhuǎn)錄組、染色質(zhì)可及性、染色質(zhì)構(gòu)象、DNA拷貝數(shù)、DNA甲基化、蛋白質(zhì)豐度或者空間狀態(tài)等整合分析的多組學方法也相繼出現(xiàn)。相較于利用不同的單細胞單組學測序方法從一類細胞中分別獲取轉(zhuǎn)錄組、基因組、表觀遺傳組等進行分析,單細胞多組學測序技術(shù)可以從同一個單細胞中同時獲取多種組學數(shù)據(jù),可以更好地反映細胞在特定狀態(tài)下各組學間的關(guān)聯(lián)以及復雜的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。南京BD單細胞多組學服務(wù)機構(gòu)單細胞多組學測序主要包含細胞分離、文庫構(gòu)建、高通量測序和生物信息學分析等步驟。

對于單細胞測序而言，常常需要先構(gòu)建細胞圖譜，在此基礎(chǔ)上再開展后續(xù)各項分析，并且數(shù)據(jù)分析時以細胞聚類（cell cluster）為討論對象，而不是像常規(guī)Bulk測序一樣以組別為分析對象，因此單細胞測序項目對樣本入組要求沒有Bulk測序那樣嚴格，但是單細胞測序，特別是目的為圖譜研究時，需要通過提高樣本復雜度（增加樣本數(shù)），盡可能的構(gòu)建某一疾病類型、群體細胞圖譜信息。因此，單細胞測序?qū)嶒炘O(shè)計時首先需要保證生物學重復，不同樣本來源的樣本建議單獨進行細胞解離和捕獲、建庫、測序，以保證捕獲到足夠的細胞數(shù)，單個樣本分別捕獲細胞時，后續(xù)分析除了整體分析以外，還可以做單樣本分析，保證分析的完備準確性。

空間轉(zhuǎn)錄組測序的數(shù)據(jù)分析基本分為三個階段：1.數(shù)據(jù)的預處理部分；2.Spot點陣的分群與定義；3.Spot分群的功能與生物學價值。每一個部分都不可或缺，其結(jié)果都對后續(xù)的分析結(jié)果有重要影響。由于空間轉(zhuǎn)錄組的序列結(jié)構(gòu)與單細胞轉(zhuǎn)錄組測序的左端序列結(jié)構(gòu)是非常接近的，都是Cellbarcode/SpotBarcode+UMI+捕獲區(qū)域這樣的設(shè)計。右端普遍為捕獲的RNA序列。因此采用單細胞的原始數(shù)據(jù)過濾策略即可，左端可以考慮切下捕獲區(qū)域前的序列區(qū)域作為后續(xù)分析用的序列以減少分析負荷。隨后，采用10X官方的Spatialranger的策略進行后續(xù)分析，解析出位于空間位置中的有效的Spot表達矩陣。分子檢測型單細胞多組學測序技術(shù)中也有一些集 中于探究單細胞內(nèi)表觀遺傳組各層面的變化及關(guān)聯(lián)。

針對單細胞測序的細胞數(shù)量判斷環(huán)節(jié)：主要是對細胞數(shù)量、基因表達量、測序質(zhì)量進行整體描述。過濾標準：由于細胞破碎后游離RNA會釋放到環(huán)境或孔中，并且測序中也會存在一些死細胞，導致數(shù)據(jù)存在background值。因此，我們需要設(shè)定一定的標準來過濾掉假細胞或死細胞。以10×Genomics為例，細胞數(shù)量判斷主要通過分析UMICounts-Barcode曲線斜率拐點，當存在多個斜率拐點的時候，結(jié)合預期UMI=500時的細胞數(shù)量進行過濾。當斜率拐點低于UMI=500的時候，選擇UMI=500作為細胞的判斷的標準；否則，選擇和預期細胞數(shù)量非常接近的拐點作為細胞判斷的位置。這樣我們能夠有效獲得真實的并且在基因數(shù)量上可以分析的數(shù)據(jù)。單細胞測序是高通量測序下的又一重大技術(shù)突破。武漢BD單細胞多組學多組學測序

單細胞多組學測序技術(shù)是在單細胞分辨率下精確分析細胞異質(zhì)性和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)。廣州BD Rhapsody單細胞多組學

空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)可以用單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的分析策略進行分析，例如，利用GO和Pathway分析篩選不同發(fā)育時期特定空間區(qū)域內(nèi)的信號通路及其關(guān)鍵基因的較大情況，揭示在特定發(fā)育時期特定區(qū)域內(nèi)發(fā)生的生物學過程。針對任何一個基因，空間轉(zhuǎn)錄組可以顯示表達該基因的點陣及其空間排布；單細胞轉(zhuǎn)錄組可以給出該基因表達的細胞類群；原位測序可以給出該基因在細胞內(nèi)的表達狀況。通過不同發(fā)育時間點的信息比較，可以分析細胞類群在某個部位在不同時間點的差異，給出其在細胞內(nèi)的真實的演變狀況。廣州BD Rhapsody單細胞多組學

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