[發明專利]基于關鍵指標提高準確性的單細胞測序方法

有效

• 申請號: 202110378925.X
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113151425B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 王晶;張永卓;傅博強;高運華
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 歐陽石文

本發明公開一種基于關鍵指標提高準確性的單細胞測序方法。建立了10X Genomics和BD Rhapsody平臺樣本制備方法并加以優化確定了關鍵參數，確定單細胞轉錄組測序技術樣本的評價標準；通過建立細胞系對不同單細胞轉錄組測序平臺的結果分析,進而解決單細胞轉錄組測序技術存在可比性和重復性差、缺乏質量控制標準的問題。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及基因測序技術，更具體涉及單細胞測序方法。

背景技術

自1665年Robert Hooke第一次使用“細胞”形容機體結構以來，細胞一直都是人類密切研究的對象，盡管其種類繁多，但細胞仍是所有生命的基本單位，在生物體中起著極為重要的作用。與此同時隨著計算機信息化以及測序技術的出現，特別是高通量測序技術水平的改進，測序成本的下降更是快于摩爾定律，實現了快速、高效、低成本的測序方式(Xuanet al.,2013；Ozsolak,2012)。基于大量細胞或組織進行分析的組學研究蓬勃發展，基因組、轉錄組(Wang et al.,2009)、蛋白組、表型組(Shendure and Ji,2008)等組學相繼出現，慢慢展現了生命體的內在機理，從整體上初步揭示了生物體中各組織器官以及系統的內在聯系。

但是人類目前對組學分析、調控的理解幾乎都來自于群體層面上進行的研究，需要從大量細胞中提取足夠的DNA或者RNA得到的結果只是一群細胞信號的平均值，或者只代表其中占大多數比例的細胞信息，很多低豐度的信息會在整體表征中丟失(Shirai etal.,2014)，例如實體瘤樣本中提取的總DNA，50％以上來源于非癌性成纖維細胞、內皮細胞、淋巴細胞或巨噬細胞，使得癌細胞的信號可能被隱藏(Navin and Hicks,2011)。同時忽略了單個細胞獨有的特性以及細胞間的異質性(Cell heterogeneity)(Kalisky et al.,2011)，并且看似同質的細胞之間基因表達也可存在很大差異，這部分源自基因表達內在的隨機性(Stochastic)特征，可對細胞表型產生影響(Huang,2009)，另外有些樣品因為稀少或者無法再進行實驗室培養，樣品量不足以進行組學分析，傳統的測序技術遇到了無法逾越的鴻溝。

為了解決傳統測序技術的窘境，單細胞測序技術應運而生，它為辨別生物組織中各種細胞類型特征和全面揭示細胞之間基因表達的異質性提供了有力的工具(Tang etal.,2011)，完美的解決了之前困擾科學研究的難題，是對傳統組學研究的一次升級，從曾經的“宏觀”分析進化到更精確的“微觀”研究，可以比以往更全面、分辨率更高地閱讀這些細胞功能藍圖。這項技術不僅有助于我們認識細胞之間的差異，還可以為我們提供一個新的比較層面，為更好地理解細胞功能和功能障礙提供了希望。但由于單個細胞中所包含的核酸信息僅僅是皮克級別，無法進行傳統的測序分析，因此還需要對其中的DNA或者RNA進行擴增，而無論是細胞分離、核酸擴增還是數據分析這些過程中諸多因素都會導致單細胞測序結果的不準確、重復性差等問題，缺乏對測序結果進行有效評估驗證的技術。因此，急需開展單細胞測序的計量技術探索研究，提高單細胞測序的穩定性，降低測序偏差，為單細胞測序的廣泛應用和推廣提供計量技術策略。