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M20 Genomics全球首发 – 基于随机引物的全样本高通量单细胞全长测序技术

 abeycd 2022-08-16 发表于湖北

M20 Genomics在全球范围内正式发布首个基于随机引物的全样本高通量单细胞全长测序技术 –“M20 Seq”,这项新技术的问世标志着单细胞测序技术进入一个崭新的时代 – 从科研走向临床应用的2.0时代。

基于M20 seq技术,M20 Genomics同步发布其首个全样本高通量单细胞测序产品VITA系列(以下简称“VITA”)。VITA突破性地实现了全样本类型、全物种、全长RNA的(超)高通量单细胞转录组测序,不仅大幅度地提升了单细胞测序技术的检测灵敏度,同时将极大地拓宽单细胞技术的应用领域。   

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单细胞测序技术的现状

长期以来,研究人员通过转录组测序(RNA-seq)来检测组织或细胞群样本中的RNA,在分析样品的基因表达等情况时,单个细胞与细胞之间的差异有可能被群体的平均值所掩盖。为解决这一困扰,单细胞测序技术应运而生。

单细胞转录组测序(scRNA-seq)技术可以在单个细胞的水平上对细胞的基因表达等信息进行检测,它的出现带来了人们对于传统细胞认知体系的革命性变化。该技术已被广泛用于包括细胞图谱的绘制等基础科研和疾病的早期诊断、追踪及个体化治疗等临床研究,在肿瘤学、免疫学和神经科学等生物医学领域显示出了巨大潜力。

目前市场上几乎所有的高通量单细胞测序平台对待测样本的细胞活性要求都很高,一般需要70%以上的活性才能得到有意义的数据。然而,实际上,临床的大部分样本为冻存或福尔马林固定、石蜡包埋(FFPE)处理的组织,细胞活性极低,很难利用目前的单细胞测序技术进行有效检测。同时,这些技术大多基于PolyA进行RNA捕获,只能得到细胞中RNA 3'端的信息,而不能获得全长信息。
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引领单细胞技术2.0时代-M20 Seq

2015年,美国10X Genomics公司推出全球首款基于微流控平台的商业化单细胞测序技术,人类对生命科学的研究进入了单细胞时代。M20 Genomics团队从技术源头独辟蹊径,革命性地推出全球首个基于随机引物的全样本高通量单细胞全长测序技术 – M20 Seq。

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与现有的其他单细胞测序技术相比,M20 Seq具有以下优势特点:

1、全长转录组测序。单细胞全长RNA测序可实现基因突变、基因融合、拷贝数变异、非编码RNA、可变剪接等研究。

2、全样本类型。不仅可用于新鲜组织、冻存组织,还可以完美解决FFPE样本难以进行单细胞转录组测序的难题,使研究不再受限于样本类型、时间、地域,更适合实验室中心化检测模式。

3、高灵敏度。M20 Seq大幅度提高了单细胞测序的基因检出数。以新鲜组织和FFPE样本为例,单个细胞的中位基因检出数分别可达到5000、3500和2500,并且展现出非常大的可优化潜力。

4、跨平台兼容性。在液滴与微孔技术平台均能获得优异的检测效果。

5、全物种。无论是细菌等原核生物细胞,还是人类、动物、植物等真核生物细胞,都可以通过M20 Seq进行测序。

6、超高通量。细胞捕获数大幅提高,最高可达到百万级,是现有单细胞测序技术通量的百倍以上。
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VITA单细胞全长转录组测序平台

基于M20 Seq方法的VITA平台可以实现全样本类型、全物种、全长单细胞转录组研究,将极大拓宽单细胞技术的应用领域。

在VITA平台上,M20 Genomics实现了对FFPE样本、冻存组织及新鲜组织的检测,实测数据表现出优异性能:

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图1.不同样本类型的基因检出数

对FFPE样本、冻存组织、新鲜组织、细菌样本分别进行实验,小提琴图显示各类型样本在VITA平台上均能达到较高的基因检出数。

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图2.冻存样本聚类分析

对冻存肝组织样本进行VITA单细胞全长转录组测序,可以将其分为13个亚群。

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图3.双胞率

将人类细胞与小鼠细胞进行混合实验,双胞率低于2%。

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图4.技术重复性测试

对小鼠新鲜肾脏组织的同一样本进行技术性重复实验,聚类分析显示VITA具有优秀的可重复性及稳定性。

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图5.mRNA 5’-3’全长覆盖度

VITA突破性地实现单细胞转录本全长序列测序,从5’至3’基因覆盖度均一。

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图6.FFPE样本的基因检出增长曲线

VITA基于随机引物的技术方案,随着测序量的增加,基因检出数相应增加,在500K reads/cell的测序深度下,未出现明显平台期。

M20 Genomics发布的革命性单细胞测序技术M20 Seq及其产品VITA,打破了单细胞测序的核心技术长期被国外垄断的现状,突破了单细胞技术在应用领域受到的限制,使中国企业在该领域实现了技术的全球领先。其不仅降低了单细胞测序技术的使用成本,更可以让科研和临床人员可以对医学样本库中的冻存、FFPE样本开展测序工作,推动单细胞技术在肿瘤、生殖、衰老和免疫等领域的应用。未来,M20 Genomics将充分发挥其领先的技术优势,面向临床应用及药物开发等方向持续实现技术突破,致力于以新一代单细胞技术引领生命科技的发展。

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