单细胞转录组测序

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技术参数

案例解析

案例一 一种乳腺癌中依赖EGFR的肿瘤形成过程研究[1]

 

TNBC(三阴乳腺癌)在具有异质性,尽管有30%的TNBC对标准的治疗敏感但是目前还没有靶向治疗抗性方法。尽管EGFR (表皮生长因子受体)靶向治疗方法对高表达EGFR 的TNBC亚群有一定效果,但是其效果却相差较大(1.7%–38.7%),说明了TNBC肿瘤异质性的存在。本研究通过对乳腺癌PDX中分离获得的将近3500个单细胞采用10xgenomics平台进行转录组测序及分析,揭示了EGFR在间质细胞/干细胞样群体中的高表达,通过后续实验,证明了EGFR高表达增强了细胞的干性特征,包括ALDH激活、软琼脂形成能力增强、肿瘤的生成和转移能力增强;EGFR高表达细胞可以分化为EGFR高/低表达细胞,揭示了肿瘤细胞依赖EGFR的发展和层级状态的转换;且Gefitinib(一种抗肿瘤药物)可以抑制EGFR高表达肿瘤细胞的增殖能力。

图1 对分离获得的TNBC单细胞群体进行分群,发现EGFR在间质细胞/干细胞样群体中的高表达

案例二 单细胞 RNA 测序揭示人类前额叶皮层的发育蓝图[2]

 

前额叶皮层是大脑最高层认知功能中心,但目前识别发育中的前额叶皮层的细胞类型并区别其发育特征仍有难度。本研究通过对人类发育时期(8-26 周)的2300 多个前额叶皮层细胞进行单细胞转录组测序及分析,发现人类胚胎前额叶皮层细胞在动态发育过程中,主要由神经干细胞、兴奋性神经元、抑制性神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞六大类细胞组成,通过进一步分析,又将这六大类细胞精确地划分为35个独立的细胞亚型。研究人员通过拟时间分析算法重构了这些神经细胞类型之间的发育谱系关系,并发现在前额叶皮层中的神经干细胞可在不同的胚胎发育阶段分化成神经元细胞、星型胶质细胞和少突胶质细胞,并在深入分析中获得与这三个重要神经发育事件密切相关的一系列关键基因及表达特征;研究还发现中间前体细胞(IPC)的产生具有两个关键爆发期:一个是在胚胎发育10周左右,这些中间前体细胞主要由放射状神经胶质细胞(RG)大量产生;另一个峰值则发生在胚胎发育16周左右,这些中间前体细胞由外放射状胶质细胞(oRG)大量产生;此外,该研究还首次揭示了在人类大脑前额叶皮层发育过程中兴奋性神经元生成、迁移和成熟的三个关键阶段。本研究把人脑前额叶的每种细胞类型及动态发育过程进行了清楚的阐述,为后续研究提供了高精度的细胞图谱。

图1 2300多个细胞分成6大类(左)及35小类(右)