由冷泉港亞洲主辦的單細(xì)胞基因組學(xué)前沿學(xué)術(shù)會(huì)議(Frontiers in Single Cell Genomices)日前在蘇州獨(dú)墅湖會(huì)議酒店舉行。美國(guó)科學(xué)院院士、斯坦福大學(xué)Stephen Quake教授作為本次會(huì)議的重要特邀嘉賓,在會(huì)上做了精彩演講。
Quake教授談到,近幾年隨著單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,基于單細(xì)胞基因組學(xué)的研究為很多重要的生物學(xué)、醫(yī)學(xué)問(wèn)題提供了新的解決方案和思路,在這一過(guò)程中每個(gè)樣本的質(zhì)量、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性以及覆蓋度的高低直接影響到后續(xù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。
Quake回顧了目前研究領(lǐng)域內(nèi)單細(xì)胞樣本制備的方法,從傳統(tǒng)的手工或流式分選到成熟的微流控芯片技術(shù),再到這兩年逐漸開(kāi)始興起的微流液滴法!斑@些方法各有特點(diǎn)”,他指出,“液滴法相對(duì)通量高、成本略低,但是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和覆蓋度等方面,微流控方法則明顯更勝一籌”。
他接下來(lái)在講座中展示了其實(shí)驗(yàn)室利用Fluidigm公司的C1微流控系統(tǒng)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果并指出,利用微流控芯片技術(shù),該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從單細(xì)胞捕獲、鑒別到核酸樣本制備的一鍵式封閉操作,效率高、無(wú)污染,誤差小。在后續(xù)幾天的會(huì)議講座中,也有多位學(xué)者向與會(huì)者介紹了他們利用C1系統(tǒng)取得的數(shù)據(jù)成果。
本次會(huì)議也邀請(qǐng)了Fluidigm公司高級(jí)研發(fā)總監(jiān)Jason West博士,通過(guò)20分鐘的講座向與會(huì)者介紹了公司的整體研發(fā)思路和最新技術(shù)成果。他介紹說(shuō),F(xiàn)luidigm公司成立與1999年,是全球首家開(kāi)發(fā)單細(xì)胞研究設(shè)備和方法的公司,所擁有的微流控芯片專利技術(shù)位居世界領(lǐng)先地位,作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)廣受關(guān)注,C1系統(tǒng)更是廣泛應(yīng)用于mRNA、DNA、miRNA、STA序列研究等方法學(xué)領(lǐng)域。
近年來(lái),基于這一核心技術(shù),公司還陸續(xù)開(kāi)發(fā)出了Biomark HD高通量基因檢測(cè)系統(tǒng)、Juno綜合上樣系統(tǒng)以及Polaris單細(xì)胞微環(huán)境控制及制備系統(tǒng)等產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)。這些產(chǎn)品不僅僅是作為研究工具,更是為用戶提供了從樣本(單細(xì)胞核酸樣本制備)à 未知基因檢測(cè)(測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建)à 靶向目標(biāo)實(shí)現(xiàn)與鑒定(單細(xì)胞基因表達(dá)、分型、數(shù)字PCR)à 相關(guān)功能機(jī)理分析的完整研究思路和體系。
例如針對(duì)備受關(guān)注的腫瘤免疫研究,公司與Sanger和EBI等機(jī)構(gòu)合作,通過(guò)C1制備單細(xì)胞全轉(zhuǎn)錄組后獲取測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行TCR序列分析,不僅可以鑒別、發(fā)現(xiàn)特定生理?xiàng)l件下的T細(xì)胞克隆亞型,同時(shí)還可以進(jìn)行T細(xì)胞表型和相應(yīng)的功能分析[1]。
而隨著大量測(cè)序數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和積累,如何對(duì)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行高效篩選和鑒別也一直困擾著科學(xué)工作者。Biomark HD系統(tǒng)利用微流控芯片技術(shù),可在4小時(shí)內(nèi)對(duì)上萬(wàn)個(gè)基因位點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析鑒別,將用戶從海量信息中釋放出來(lái),快速完成有效數(shù)據(jù)甄別[2]。這一應(yīng)用也給廣泛用于臨床藥效評(píng)估等研究中[3]。
除了基因水平分型檢測(cè)外,本次會(huì)議上Fluidigm公司還通過(guò)壁報(bào)形式展示了最新成果——單細(xì)胞多參數(shù)蛋白表達(dá)檢測(cè)[4]!該技術(shù)利用特異性寡核苷酸序列預(yù)先對(duì)抗體進(jìn)行標(biāo)記,然后在C1上完成細(xì)胞捕獲、裂解、抗體孵育、預(yù)擴(kuò)增、回收等步驟,并進(jìn)一步通過(guò)Biomark HD系統(tǒng)對(duì)回收樣本中的特異性寡核苷酸序列進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)。利用該方法,可針對(duì)單個(gè)細(xì)胞完成幾十種蛋白的表達(dá)分析;并可同時(shí)檢測(cè)mRNA和蛋白表達(dá),在單細(xì)胞水平實(shí)現(xiàn)基因測(cè)序與蛋白功能分析的平行研究。

利用C1系統(tǒng)進(jìn)行mRNA和蛋白的高通量多參數(shù)檢測(cè)
發(fā)展無(wú)止境!一直以來(lái)Fluidigm公司與斯坦福、伯克利、哈佛、Sanger研究院等眾多知名科研院所保持著緊密聯(lián)系,合作開(kāi)發(fā)新的技術(shù)平臺(tái)。在這里產(chǎn)品更多被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)技術(shù)的依托,“我們希望提供給用戶的不僅僅是某一個(gè)設(shè)備或研究工具,更希望能夠提供一個(gè)可以幫助他們實(shí)現(xiàn)完整科研思路的研究體系。”這也是Fluidigm公司一直以來(lái)追求的目標(biāo)!
Reference:
1. Stubbington et al. Nature Methods, 2016,13:329 -335
2. Treutlein et al., Nature, 2014,509:371–375
3. Herbst et al. Nature, 2014,515:563–567
4. Gong, et al. Bioconjugate Chemistry,2016,27: 217–25.