單細胞即是在單個細胞水平上來考察組織生物學信息,在單細胞時代之前槐臀,人們獲得組織生物學信息有兩個層面:組織水平和分子水平锄蹂,單細胞技術彌補了這兩者之間的鴻溝。眾說周知水慨,細胞是生物的基本構成單位得糜,不管之前的組織水平還是將來的亞細胞(細胞器)水平,都會回歸到單細胞水平晰洒,或在需要單細胞水平上得到的解釋朝抖。
高通量單細胞技術是在微流控技術和高通量測序技術(以下簡稱:NGS)基本成熟的基礎上發(fā)展而來的一個應用方向,本身就有NGS的基因谍珊。今天我們要探討的是:海量單細胞技術如何結合傳統(tǒng)測序技術治宣。這里的傳統(tǒng)測序技術指的是以NGS為主的,包括質(zhì)譜技術在內(nèi)的抬驴,還沒有和微流控技術結合起來的(bulk)高通量技術體系炼七。鑒于很多測序技術還沒有或者尚未成熟,還達不到單細胞水平布持,同時單細胞發(fā)展的多組學趨勢明顯豌拙,可以將兩者結合起來分析。
本文主要思想:
- bulk測序發(fā)現(xiàn)組織特異性题暖,再用單細胞技術追蹤到某個細胞亞群(從組織到細胞)
- 單細胞技術發(fā)現(xiàn)細胞亞群按傅,分選后,用bulk測序技術來往下游走胧卤。
- 如果單細胞水平上可以測目前組織水平的一切(中心法則上的)之后唯绍,bulk測序會被淘汰嗎?
從組織到細胞
那傳統(tǒng)轉錄組研究為例枝誊。一般的實驗設計是這樣的:癌旁和癌組織各取5例况芒,成對取樣,建庫測序叶撒,比對參考基因組绝骚,得到基因表達數(shù)據(jù)和結構信息。最終得到的是癌旁和癌組織有差異的基因(通路)祠够,然而并不能知道是哪個細胞類型帶來的差異压汪。這時候就可以考慮把冰箱里面的組織拿出來做個單細胞轉錄組,來追蹤到細胞類型上古瓤。
這給我們的啟示是:之前做過bulk測序的話止剖,如果組織間是有差異的腺阳,那么就可以考慮在單細胞層面來進一步闡明這個差異來自哪些細胞類型,從而將研究推進到細胞層面穿香。
利用單細胞技術的分選功能
我們經(jīng)常在單細胞轉錄組文章中看到Cell type–specific
的XXX亭引,也就是在圖譜中找到了細胞類型特異的現(xiàn)象,如某細胞類型專門受某代謝通路的影響扔水,這時候痛侍,我們知道了這個信號,可以把這類細胞分選出來用傳bulk代謝組學技術來進一步驗證它魔市≈鹘欤看的更真實也更加全面。
在這個方案里待德,我們用到兩次代謝組技術君丁,一次是對組織塊的代謝物的定量,一次是找出特定細胞類型后将宪,分選特定的細胞出來再做代謝組學分析绘闷。
可以看出兩者是相互補充的過程,同時利用兩種技術當下的優(yōu)勢较坛。
bulk 技術會被單細胞技術淘汰出局嗎印蔗?
不會。
至少短期內(nèi)不會丑勤,在可見的未來兩者相互結合將會越來越緊密华嘹。得益于bulk技術的發(fā)展這兩年單細胞技術發(fā)展很快,但是生物學問題基本的框架還是在bulk框架下的法竞。在當下這個歷史檔口耙厚,主要看誰能夠能更好地,把bulk的技術引入到單細胞層面上來岔霸。這就需要有靈活的單細胞系統(tǒng)薛躬,分選成單個細胞后,可以測得到bulk才能測的生物信息呆细。