带您走进更加真实的微观细胞世界
单细胞测序(single cell sequencing)是指在单个细胞水平上,揭示全基因组范围内的所有基因表达情况,包括鉴定组织细胞类型,反映不同样本间的细胞异质性和组织微环境,让您真正了解一块Bulk组织的每一个细胞的真实状态和关联,呈现更加真实和全面的细胞世界。 2013年,单细胞测序技术被《Nature Methods》列为年度技术,同年位居《Science》年度最值得关注的六大领域榜首;2015年再登Science转化医学封面,2018年位居《Science》十大科学突破榜首。目前,单细胞测序技术在肿瘤、发育生物学、微生物学、神经科学、以及植物学等领域发挥重要作用,已经成为生命科学研究的焦点。
EVO视讯单细胞测序为了准确快速地进行单细胞测序研究,基于前沿的研究文献进行多重优化,真正做到准确可靠全面的单细胞测序解析
组织、血液、培养的细胞系、制备好的单细胞悬液
注:若客户样本为组织,且尚未成功将组织样本消化成单细胞悬液,EVO视讯将尽可能提供技术及实验上的帮助,但因不同类型样本的特异性,无法保证实验方法适用于所有类型组织。
细胞活性大于70%,浓度为500-2000细胞/μl,
体积不小于200μl,细胞培养基及缓冲液不能含Ca2+和Mg2+,细胞体积小于40μm。
采用Fastp软件对下机原始数据进行质控,对质控后测序数据中的cell barcode信息及其对应的counts数进行统计,判断测序样本中实际检测到的细胞数量,获得样本的测序细胞数,并根据最终确认的cell barcode信息提取对应的reads。
注:横坐标为细胞数量,纵坐标为每个细胞对应的平均counts数,根据曲线的斜率判断实际检测的细胞数量
以cell barcode对应的reads为研究对象,采用STAR算法将测序数据比对到物种对应的基因组上,获得基因组比对的bam文件。再以bam文件以及基因组注释文件为研究对象,将比对到同一基因上的UMI进行合并,并去除其中重复的UMI序列,得到每个基因的UMI数量,统计每个细胞中检测到的基因数以及转录本数量,并得到表达量矩阵表。
注:左图为细胞中总共检测到的基因数量,右图为去除重复UMI后统计的基因数量
利用基因组比对结果以及表达量结果对测序检测到的细胞进行过滤,去除细胞中基因检测数少、线粒体基因占比大的细胞,统计过滤后的细胞数量并得到对应的表达量矩阵表。采用数据标准化方法(CPM/RLE/UQ/TMM/scran/Downsampling等),对不同样本中细胞基因表达量进行标准化,得到标准化后的表达量矩阵表。
注:横坐标表示每个细胞中UMI的数量,纵坐标表示线粒体基因的占比情况
基于每个细胞中的基因表达量数据,采用聚类算法对细胞进行亚群分析,同时采用t-SNE分析对细胞的分群结果进行可视化展示。同时,还可以对不同样本中各细胞亚群的占比情况进行统计分析。
Chen, et al.Nature Cell Biology, 2021 Jan;23(1):87-98.
注:左图为前列腺肿瘤组织细胞亚群鉴定t-SNE图展示;右图细胞亚群分群情况
鉴定不同细胞亚群中的Marker基因,并对Marker基因的表达分布进行可视化展示。
Zhang et al., Glia. 2021 Mar;69(3):765-778.
注: marker基因的Feature Plot图和Violin图
针对所有或者特定细胞亚群,进行细胞亚群间差异表达基因筛选,获得细胞亚群间差异表达基因。
Zhang, et al. Glia. 2021 Mar;69(3):765-778.
注:该图为不同细胞亚群间差异基因聚类分析Heatmap图
分别采用NCBI/UNIPROT/SWISSPROT/AMIGO等GO数据库,以及KEGG数据库,对Marker基因/差异基因进行功能分析和信号通路分析,从而得到这些基因群体所显著性富集的GO条目和Pathway条目。
Zhang C, et al. J Immunother Cancer 2021;9:e002312.
注:该图为不同cluster之间差异基因显著富集的GO/Pathway条目
基于已知的转录因子靶点数据库,以及转录因子和靶基因的表达矩阵,采用SCENIC算法,对于转录因子的调控网络进行计算,得到在每一个细胞中表达的转录因子的调控基因以及调控强度。
Chen, et al. Nature Communication 2020; 11:5077
注:该图为不同cluster之间转录因子调控强度heatmap图
基因集表达激活度定量分析,采用方差膨胀因子(VIF)诊断共线性的方法对于诸如KEGG基因集、GSEA基因集、甚至研究者自己搜集的基因集在Cluster中的富集度进行分析,比较不同Cluster所富集的基因集的差异。
Chen, et al.Nature Cell Biology, 2021 Jan;23(1):87-98.
注:该图为不同cluster之间信号同理调控强度热图
以细胞的表达量数据为研究对象,采用TSCAN/monocle/SLICER/Ouija等算法,在虚拟时间轴上对细胞的变化模式进行分析,模拟重建细胞的动态变化过程,获得细胞间的状态转换关系,以及不同状态细胞间差异基因的表达情况。
Chen, et al.Nature Cell Biology, 2021 Jan;23(1):87-98.
注:细胞间状态转换的pesudotime轨迹图(左)、轨迹中细胞占比饼图(左下) 和 Heatmap图(右)
以细胞亚群的基因表达量数据为研究对象,获得细胞中的配体及受体基因的表达信息,采用Cellphones DB算法以及数据库,得到细胞亚群间的信号通讯关系,并计算获得关系的显著性和强度。
Chen, et al. Nature Communication 2020; 11:5077
注:左图:横坐标表示细胞类型,纵坐标表示细胞间通讯配受体关系,圆圈大小表示显著性差异水平,圆圈颜色越红表示细胞间通讯关系越强
以TCGA临床信息以及筛选到的关键基因为研究对象,结合TCGA临床数据,进行预后分析,获得该基因/基因集与临床预后之间的关系。
Zhang C, et al. J Immunother Cancer 2021;9:e002312.
注:横坐标表示生存期,纵坐标表示占比,不同颜色曲线代表不同分组