以最温柔的方式对待细胞，获得精准的测序信息，助力肿瘤免疫治疗

2023-02-21 18:02:02, MBCN 德国美天旎生物技术公司

2021年4月在Nature reviews Clinical Oncology(IF= 53.276)发表的一篇题为“Applying high-dimensional single-cell technologies to the analysis of cancer immunotherapy”明确阐述使用以scRNA-seq为主的单细胞分析技术在肿瘤临床治疗，免疫疗法方面取得的进展。

单细胞分析是如何被用来研究肿瘤细胞和肿瘤微环境之间的相互作用，以及在肿瘤免疫治疗中的重要作用^[1]。

遗传学在肿瘤免疫治疗反应中的作用源于两个基本原则：（a）癌症本质上是一种遗传疾病；（b）遗传机制是免疫系统识别不同靶标的能力基础。

这些原则随着二代测序（Next-generation sequencing，NGS）技术能力的快速发展，越来越多地用于识别可靶向的致癌驱动基因的突变，扩大基因分析在临床中的应用^[2]。

图1：免疫肿瘤学中单细胞分析工作流程

急性髓系白血病（Acute Myeloytic Leckemia，AML）是一类髓系起源的白血病细胞在血液，骨髓和其他组织中增殖的疾病。由于染色体异常、基因突变等分子遗传学或表观遗传学的异常，导致正常的造血系统在定向髓系分化过程中，不同阶段产生恶变而引发血细胞分化的阻滞，形成不同亚型的血液系统疾病。

对AML预后的分析，主要集中在细胞遗传学核型分析以及分子生物学基因检测。NGS已被证明是一种用于分析AML患者基因组改变的有用方法，有助于患者管理^[3]。然而，在基础研究和临床研究中，从有限的起始材料中分离出多个细胞群并对细胞稳态和活力的影响最小是最常见的要求。

单细胞基因组学和二代测序技术在很大程度上依赖于有足够的上游样品。结果很容易受到细胞存活性差、非靶细胞或碎片的存在或游离DNA或RNA的高污染背景的影响。传统的液滴式分选，能够根据不同标志物和物理参数的组合，分离出纯度最高的目的细胞，同时，还可以去除死细胞和细胞碎片。但是，由于细胞内存在高压及电荷，使用传统液滴式分选仪进行细胞分选可能会造成细胞损伤，并导致应激相关基因的表达上调。

美国加州大学（University of California, Irvine-UCI）的Dr.Kai kessenbrock团队致力于研究机体正常组织内环境稳态和乳腺癌中的细胞通讯。团队在FVB小鼠取出小鼠乳腺组织，分别以美天旎MACSQuant^®Tyto（MQ Tyto）细胞分选仪与传统液滴式流式细胞分选仪分离乳腺上皮细胞（EpCAM+/CD49f+），分离后进行标记建库，单细胞测序。

MQ Tyto细胞分选仪与传统液滴式流式细胞分选仪分选后的细胞各种参数比较：

分选后的细胞，持续培养七天乳腺上皮细胞并形成乳腺球进行计数，结果显示MQ Tyto分选后的细胞形成更多的乳腺球。表明MQ Tyto分选后细胞维持了更好的功能性和高活性。

MQ Tyto可有效分选出不同乳腺上皮细胞亚型（Luminal 1，Luminal 2，Basel-like subtypes），且测序结果给出完整的基因转录图谱。

MQ Tyto分选后，每个单细胞捕获更多的mRNA数量（UMI），获得更多可分析的基因数（Genes），说明MQ Tyto保留了细胞的完整性。

MQ Tyto细胞分选后应激基因表达明显低于传统流式细胞分选，表明MQ Tyto分选后的细胞处于低刺激环境中，更好的保持细胞在一个原始的状态中。

通过对比可知MQ Tyto细胞分选仪，可谓是测序最佳搭档，看到这里你一定对MQ Tyto非常好奇，那就让我们通过短片来了解一下这个革命性的细胞分选仪吧。

参考文献：

[1]Gohil SH, Iorgulescu JB, Braun DA, Keskin DB, Livak KJ. Applying high-dimensional single-cell technologies to the analysis of cancer immunotherapy. Nat Rev Clin Oncol. 2021;18(4):244-256. doi:10.1038/s41571-020-00449-x

[2] Halima A, Vuong W, Chan TA. Next-generation sequencing: unraveling genetic mechanisms that shape cancer immunotherapy efficacy. J Clin Invest. 2022;132(12):e154945. doi:10.1172/JCI154945

[3] Llop M, Sargas C, Barragán E. The role of next-generation sequencing in acute myeloid leukemia. Curr Opin Oncol. 2022;34(6):723-728. doi:10.1097/CCO.0000000000000899