每個(gè)細胞的基因表達譜隨其功能而異。從血液或組織樣本中的許多單個(gè)細胞中提取RNA可以根據基因表達模式區分細胞。這使科學(xué)家有機會(huì )確定細胞功能，包括它們在疾病中的作用或對治療的反應。

　　MIT的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種便攜式技術(shù)，可以快速制備多種細胞的RNA同時(shí)進(jìn)行測序，他們相信這種方法將會(huì )更廣泛地被應用。新的技術(shù)被稱(chēng)為Seq-Well，可以讓科學(xué)家在組織樣本中更容易識別不同類(lèi)型的細胞，幫助他們研究免疫細胞如何對抗感染和癌細胞對治療的反應以及其它的應用。

　　單細胞測序的難點(diǎn)

　　對大量細胞進(jìn)行單細胞測序的關(guān)鍵是保持跟蹤哪些RNA轉錄本來(lái)自哪個(gè)細胞。這需要將細胞分開(kāi)在單個(gè)管或多孔板格中，然后分別轉化成測序文庫。

　　這個(gè)過(guò)程用利用毛細管直接吸取細胞內容物的顯微操作可以進(jìn)行，但不能處理含有數千個(gè)細胞大樣本，如血液樣本或組織活檢，且成本在25元至35美元/每細胞。Shalek等人最近開(kāi)發(fā)的微流控技術(shù)來(lái)讓分選過(guò)程自動(dòng)化和平行化，盡管微流控技術(shù)最近在生命科學(xué)領(lǐng)域有革命性作用，但所需的設備量使得它不可能被輕易搬運。

　　作者對發(fā)明的介紹

　　通訊作者AlexK.Shalek說(shuō)：“不是選擇用一個(gè)標記定義的細胞類(lèi)型，而用單細胞的RNA測序，我們可以看看某個(gè)細胞在特定時(shí)刻的表達。”

　　Shalek和他的同事們在過(guò)去幾年的發(fā)展單細胞RNA測序策略。在這項新的研究中，他與MIT的化學(xué)工程學(xué)副教授J.ChristopherLove合作創(chuàng )建了一種新的技術(shù)，可以使用非常簡(jiǎn)單的設備快速分析大量的細胞。

　　Love博士說(shuō)：“我們將Shalek的技術(shù)和我們的結合起來(lái)，是研究人員能夠在不同的臨床樣本和設備的范疇中進(jìn)行這種測序。這種方法克服了現在的一些障礙，能讓大家更廣泛地采用這些技術(shù)。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的系統并帶到能到世界各地去，我認為它有著(zhù)難以置信的力量。”

　　該技術(shù)具有快速分析能力

　　在過(guò)去的幾年里，Love的實(shí)驗室開(kāi)發(fā)出一種微型系統，能分離出單個(gè)的細胞和檢測每個(gè)細胞分泌的抗體和其它蛋白。這個(gè)設備類(lèi)似于一個(gè)小型的冰托盤(pán)，每個(gè)細胞有獨立的隔間。Love開(kāi)發(fā)了一個(gè)叫做microengraving的過(guò)程使用這些托盤(pán)。這些托盤(pán)可以容納數以萬(wàn)計的細胞，來(lái)檢測每個(gè)細胞蛋白質(zhì)的分泌。

　　Shalek和Love這兩個(gè)在一起合作的研究者，意識到Love開(kāi)發(fā)的從單細胞分析其蛋白分泌的技術(shù)能夠用于設計一個(gè)便攜式設備快速、廉價(jià)地來(lái)進(jìn)行單細胞RNA測序。

　　使用此方法對RNA進(jìn)行測序，研究人員建立了捕捉單個(gè)細胞的納米隔間陣列，用有條碼的磁珠捕獲RNA片段。每個(gè)納米隔間用半透膜封閉允許化學(xué)信號通過(guò)。當RNA結合到磁珠上后，將其移除并測序。使用這個(gè)過(guò)程，每個(gè)單元格的成本小于1美元。

　　用此技術(shù)揭開(kāi)未知

　　類(lèi)似以前的單細胞RNA測序技術(shù)，Seq-well過(guò)程能夠很好捕獲和分析序列約每個(gè)細胞10至15%的RNA轉錄。

　　在這篇文章中，研究者使用Seq-Well對被稱(chēng)為巨噬細胞的免疫細胞進(jìn)行分析，這些巨噬細胞來(lái)源于感染了肺結核的樣本。這個(gè)新方法讓他們能夠識別不同的現有巨噬細胞群體的對感染的反應。Shalek和他的實(shí)驗室成員也將這個(gè)技術(shù)帶到了南非，在那里分析結核病人和HIV感染患者的樣本。

　　Love的實(shí)驗室現在使用這種方法來(lái)分析人的免疫細胞與食物過(guò)敏，這可能有助于研究人員確定為什么有些人更可能對治療他們過(guò)敏的療法反應良好。Love認為在慢性病中仍有許多未知因素，這些類(lèi)型的工具幫助研究人員發(fā)現新的見(jiàn)解。

　　研究小組還聯(lián)手與DanaFarber/哈佛癌癥中心的臨床研究者，將此技術(shù)應用于新的組合療法治療癌癥。