10x單細(xì)胞升級,解讀GEM-X帶來了哪些亮點峭火?

近期毁习,10x Genomics開始接受單細(xì)胞升級技術(shù)Chromium GEM-X試劑和芯片的預(yù)定。這次的升級基于Chromium X系列儀器卖丸,并不涉及到硬件設(shè)備纺且。升級包括兩個方面,Chromium GEM-X單細(xì)胞基因表達v4和Chromium GEM-X單細(xì)胞免疫分析v3稍浆。

官方給出的Chromium GEM-X優(yōu)勢包括:

更高效的微流控技術(shù)和更高效的細(xì)胞捕獲载碌,可到達80%的捕獲效率

更快的運行時間不會對細(xì)胞壓力產(chǎn)生負(fù)面影響,數(shù)據(jù)顯示對脆弱細(xì)胞的捕獲有所改善

以更小的體積生成兩倍的乳液凝膠珠(GEMs)衅枫,將dup降低了兩倍嫁艇,并提高了通量

芯片設(shè)計的改進減少了堵孔,提高了成功率

GEM-X的進步為未來的應(yīng)用程序支持和持續(xù)的性能改進奠定了堅實的基礎(chǔ)

展開說說這幾個優(yōu)勢點:

更高效的微流控技術(shù)和更高效的細(xì)胞捕獲弦撩,可到達80%的捕獲效率

官方通過318次獨立的單細(xì)胞運行評估細(xì)胞捕獲效率步咪。目標(biāo)細(xì)胞捕獲量在1,000-10,000個細(xì)胞之間。與現(xiàn)有的Next GEM(3’v3.1)相比益楼,GEM-X(3’v4)的中位細(xì)胞捕獲效率提高了15%猾漫。

在我們?nèi)粘5捻椖恐校绻繕?biāo)是得到10,000個有效細(xì)胞的數(shù)據(jù)感凤,我們經(jīng)驗上會用20,000個細(xì)胞的懸液進行上機悯周。按照升級后的效率,同樣的上機細(xì)胞數(shù)俊扭,我們可以得到約16,000個有效細(xì)胞數(shù)據(jù)队橙。

更快的運行時間不會對細(xì)胞壓力產(chǎn)生負(fù)面影響,數(shù)據(jù)顯示對脆弱細(xì)胞的捕獲有所改善

與現(xiàn)有Next GEM技術(shù)需要18分鐘的運行時間相比萨惑,GEM-X可以在6分鐘內(nèi)完成對成千上萬個細(xì)胞的捕獲捐康。以中性粒細(xì)胞為例,這是一種低RNA含量且較為脆弱的免疫細(xì)胞類型庸蔼。使用現(xiàn)有10x單細(xì)胞技術(shù)進行捕獲時解总,這部分細(xì)胞通常較少的被捕獲到,但是從GEM-X技術(shù)得到的單細(xì)胞UMAP圖中姐仅,我們看到有更多的中性粒細(xì)胞被捕獲到花枫。

以更小的體積生成兩倍的乳液凝膠珠(GEMs)刻盐,將多細(xì)胞率降低了兩倍,并提高了通量

在單細(xì)胞分析時劳翰,我們在質(zhì)控過程中通常會使用DoubletFinder識別多細(xì)胞敦锌,這些多細(xì)胞的產(chǎn)生是因為在細(xì)胞捕獲過程中,一個油包水結(jié)構(gòu)中包裹了多個細(xì)胞佳簸,這些細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄組序列被10x的膠珠加上了相同的barcode乙墙。并且,通常隨著目標(biāo)捕獲細(xì)胞數(shù)據(jù)的增加生均,多細(xì)胞率也會隨之提高听想。在分析的時候,來自多個細(xì)胞的序列被鑒定成同一個細(xì)胞马胧,形成多細(xì)胞汉买,并對后續(xù)分析造成干擾,而GEM-X將這一比率降低了兩倍佩脊。

芯片設(shè)計的改進減少了堵孔蛙粘,提高了成功率

眾所周知,10x的單細(xì)胞技術(shù)是通過微流控芯技術(shù)實現(xiàn)細(xì)胞的捕獲邻吞,微流控的芯片孔道直徑約50-60微米组题,在實際項目執(zhí)行過程中,個別項目由于試劑或樣本原因會出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象抱冷,我們稱之為Clog崔列。堵孔帶來的結(jié)果是GEMs生成不足,捕獲后得到的溶液體積明顯小于正常情況旺遮,如果繼續(xù)建庫測序赵讯,通常會得到更少的有效細(xì)胞或基因數(shù),造成對后續(xù)分析的不利影響耿眉,甚至無法進行分析边翼。

除此之外,GEM-X免疫分析v3可以生成多組學(xué)數(shù)據(jù)鸣剪,為人類原代細(xì)胞中的免疫細(xì)胞亞型提供了補充見解组底。

GEM-X可以進行適應(yīng)性免疫反應(yīng)與多組分析,包括免疫受體定位筐骇。檢測T細(xì)胞或B細(xì)胞的整個轉(zhuǎn)錄組债鸡,以及細(xì)胞表面蛋白和成對的全長受體序列,如上圖所示:

A.Chromium GEM-X單細(xì)胞免疫分析在單細(xì)胞水平上提供敏感的全轉(zhuǎn)錄組分析铛纬,每次反應(yīng)可檢測數(shù)百至數(shù)萬個細(xì)胞厌均。

B.利用特征條形碼技術(shù)在單細(xì)胞分辨率下測量多達數(shù)百種細(xì)胞表面蛋白。

C.通過相應(yīng)的配對全長免疫受體序列識別不同的克隆型告唆。

D.使用特征條形碼技術(shù)在單個實驗中使用數(shù)十到數(shù)千個擾動來擴展功能基因組學(xué)屏幕棺弊,該技術(shù)可讓您同時檢測單個引導(dǎo)RNA (sgRNA)和每個細(xì)胞中受干擾的基因表達譜晶密。

GEM-X免疫分析v3生成的多組學(xué)數(shù)據(jù)為人類原代細(xì)胞中的免疫細(xì)胞亞型提供了補充見解,如上圖所示:

A. UMAP預(yù)測的7,999個PBMC模她,免疫細(xì)胞群通過特征基因表達確定稻艰。

B.同一樣本的UMAP投影基于9個細(xì)胞表面蛋白表達。

同時侈净,基于TCR克隆型進行分組连锯,可以更好的與轉(zhuǎn)錄表達的細(xì)胞亞型結(jié)合分析。GEM-X免疫分析v3的轉(zhuǎn)錄表達譜和TCR文庫配對率和復(fù)雜度大幅增加用狱。

細(xì)胞毒性和輔助T細(xì)胞受體克隆型在各自的蜂窩圖中突出顯示,如圖所示所有細(xì)胞按克隆型分組拼弃。每個六邊形代表一個具有TCR特異性序列的單個T細(xì)胞夏伊。

隨著技術(shù)的更新,我們對生物學(xué)研究的顆粒度會越來越精細(xì)吻氧,研究的方案和切入點也會隨之變化溺忧。

沃林科研院會持續(xù)給大家?guī)硇录夹g(shù)的介紹和相關(guān)服務(wù),就像10x官方的那句話:Your research never stops evolving, so why should your methods?

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