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| 高通量單核RNA測序新突破，助力生物醫(yī)學研究 |
| [ 發(fā)布日期：2023-8-4 8:56:00 閱讀次數：632 ] |
近日，浙江大學的研究人員開發(fā)了一種全新的高通量單核總RNA測序技術snRandom-seq，并成功用于福爾馬林固定石蠟包埋（Formalin-fixed paraffin-embedding，FFPE）組織的檢測。這種方法具有高準確性和靈敏度，可廣泛應用于臨床FFPE樣本的生物醫(yī)學研究。
福爾馬林固定石蠟包埋是醫(yī)院保存病理組織最常用的方法，并且也是分子生物學研究中珍貴的材料來源。在腫瘤研究中，石蠟包埋組織能夠提供重要的基因信息，與臨床病史和隨訪資料的建立密切相關。在制備過程中，福爾馬林會與組織中的蛋白質發(fā)生不可逆的交聯反應以保護細胞結構完整性，但這一過程不可避免地會損害核酸等大分子，從而給核酸提取和后續(xù)測序工作帶來挑戰(zhàn)。
FFPE樣本的轉錄分析近年來飛速發(fā)展，特別是單細胞的準確轉錄組學有助于更好地了解其細胞異質性和群體動態(tài)，然而從中分離單個完整細胞并獲得RNA仍然面臨挑戰(zhàn)。此外，目前高通量單細胞測序平臺所采用的方法往往受限于樣本的新鮮程度，大多無法高效地應用于FFPE。因此，亟需一種能夠對FFPE組織進行高通量、高靈敏度和高覆蓋度的單核RNA測序方法。
為了解決這一挑戰(zhàn)，浙江大學的王永成團隊于2023年5月在《自然-通訊》發(fā)表了一項研究1，開發(fā)了一種適用于FFPE樣本的新型、高靈敏度全長單核RNA測序方法snRandom-seq，并與躍真生物（M20 Genomics）合作嘗試將此方法商業(yè)化。該方法突破性和創(chuàng)新性主要體現在以下幾個方面：對于樣本制備，研究人員改進了脫蠟、補液和細胞核提取方法，實現在溫和條件下從 FFPE 組織中分離得到單個完整細胞核，在此基礎上通過設計單鏈 DNA 阻斷步驟，以避免基因組DNA對RNA樣本的污染；在反轉錄過程中，研究人員采用了隨機引物，能夠無偏差地獲得全長總RNA中的所有信息，并將其轉化為單鏈DNA，相較于傳統(tǒng)方法具有更高的覆蓋度；在獲得的單鏈DNA上添加poly(A)尾，以用于后續(xù)添加每個細胞特有的識別信息及雙鏈DNA的合成；最后，研究人員使用王永成團隊之前所建立的微流體條形碼平臺，將含有特異識別信息和引物的微珠與單個細胞包裹在液滴中，對單鏈DNA進行高通量標記，標記后的DNA從液滴中釋放并進行擴增和測序。實驗過程中所使用的試劑盒和微珠等由躍真生物提供。
為了驗證snRandom-seq的表現，研究人員使用人鼠混合樣本對其進行測試，結果表明該方法具有極高的準確度和靈敏度。團隊還使用該方法對小鼠組織樣本進行研究，其在單核RNA測序及細胞類型注釋過程中都表現良好，平均每個單細胞核可注釋到3000多個基因，并能夠識別 25 種典型細胞類型，如肝細胞、生殖細胞、成纖維細胞 、心肌細胞等。與目前可應用于FFPE樣本的同類測序方法相比，snRandom-seq在細胞類型鑒定、差異表達分析和細胞周期相分析方面均具有明顯優(yōu)勢。
此外，研究者將該方法應用于臨床人肝癌FFPE標本的分析，發(fā)現了一個特殊的具有高增殖活性的細胞核亞群，可能是癌癥研究的潛在靶點。通過snRandom-seq技術從臨床FFPE標本中獲得高質量和高靈敏度的數據，研究人員可以揭示細胞類型特異性靶基因或識別罕見亞群，從而對疾病進行精確診斷和治療。
snRandom-seq技術為實驗室和臨床 FFPE 樣本提供了一個強大的單核RNA測序平臺，有望彌補已有方法在FFPE樣本測序方面的缺陷，未來在生物學研究和臨床實踐中具有極大的應用潛力。
參考文獻：
1. Xu, Z., Zhang, T., Chen,H. et al. Nat Commun 14, 2734 (2023).
Nature Communications
DOI:10.1038/s41467-023-38409-5
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