【单细胞研究系列四】我是细胞核，我为整个细胞代言：【单细胞研究系列四】我是

原标题：【单细胞研究系列四】我是细胞核，我为整个细胞代言
听说10xGenomicsChromium平台不仅可以做单细胞还可以做单细胞核，靠谱吗？
别犹豫了，听说隔壁实验室老王文章都发了，再晚赶不上二路汽车了
10xChromium单细胞分析系统采用微流控技术，检测细胞没有下限—细胞直径—那么问题来了，细胞直径上限（大于50um）怎么办？
单细胞实验最好用新鲜组织样品，可以由于种种原因（样品太多、运输、鉴定等）组织样本只能先冷冻保存，无法马上进行单细胞制备怎么办？
【【单细胞研究系列四】我是细胞核，我为整个细胞代言】以上两个问题现在有了答案。在一篇发表于《RAPIDCOMMUNICATION》的“单细胞核RNA测序比单细胞RNA测序可以发现更多小鼠肾脏纤维细胞稀少的细胞类型和未知的细胞状态”文章中提到，采用DropSeq、DroNc-seq和10xChromium平台（平台差异详见“ComparativeAnalysisofDroplet-BasedUltra-High-ThroughputSingle-CellRNA-SeqSystems“）分别进行单细胞和单细胞核转录组分析，比较不同的样品类型对单细胞结果产生的影响。
首先，作者提取8周龄小鼠的肾脏组织，流式分选后去除碎片，采用甲醇固定的方式，在-80度冻存细胞，此外，作者还优化了一个冻存组织的细胞核提取流程（有需要的老师可以参考）。然后，将样品在DropSeq平台、DroNc-seq和10xGenomics平台上样品分别进行单细胞和单细胞核实验。结果发现，尽管DropSeq平台检测的单细胞基因数量要比细胞核检测的多，但是进一步分析单细胞的基因种类，发现线粒体基因大概占比24% ，除去线粒体基因后，细胞核的基因数量反而会更多。同时，当每个细胞达到较高的测序深度时，如30K（10x的3’单细胞平均测序深度是50k），四个结果的基因数量没有太大的变化。
不仅如此，作者还比较了单细胞和单细胞核的差异基因的种类的异同，约有71.4%的表达基因在单细胞核和单细胞中都能发现，相似的，单细胞结果只有5%的基因表达量要高于细胞核，由细胞核平台产生的约有6.4%的基因表达要高于单细胞平台，这些差异并不会导致单细胞核的亚群少于细胞的亚群。

文章图片
通过采用Alignedcanonicalcorrelation分析方法，将数据进行整合，共产生13个亚群，这13个亚群同样符合现已发表的文献，进一步验证了这13个亚群的准确性，通过回溯每个平台对这13个亚群的贡献情况，发现由细胞核的平台产生的亚群会比单细胞平台的灵敏度更高，其中细胞核平台产生的足细胞亚群数量是单细胞平台发现的20倍。

文章图片

文章图片
分析单细胞和单细胞核的基因表达结果发现， DropSeq平台的单细胞基因结果有些富集于线粒体，核糖体以及热激蛋白通路，但是在细胞核的结果中没有出现类似的情况。更令人意想不到的是单细胞核产生的反而是一些驱动细胞特性的基因，像转录因子和溶质载体，进一步验证了已经得到的科研成果。
那么这些结果的差异是否会改变细胞亚群的类型呢？从他们的单细胞核和单细胞的结果分析发现，单细胞方法可能会多产生一个压力诱导群体，这个亚群可能是因为解离组织操作而产生的一个亚群。

文章图片
最后，作者又在10x单细胞系统进行了高通量细胞实验，对6147个单细胞核进行转录组分析，通过tSNE的方法将6147个细胞分为了17个单细胞亚群，其中含有两个新的近端小管群，一个群高表达增殖相关的基因，另一个群高表达细胞运动转录基因，部分损伤标志基因（VcamI ， Havcr1不表达）以及炎症因子基因。作者又对受体和配体的作用关系进行了相关分析，揭示了其中可能参与的信号通路。
综上所述，单细胞核的提取相较于单细胞来说更加容易，针对那些不易提取成单细胞的组织，似乎单细胞核分析方法会更加有优势，比如脑组织，极可能在提取单细胞的过程中引起细胞自身的变化进而造成偏差。
单细胞核RNA测序受到越来越多的关注，希望此篇文章能给大家带来一些帮助和启发。

文章图片