80后浙大教授《Cell》全球首次绘制哺乳动物细胞图谱

　　 来自浙江大学医学院干细胞与再生医学中心，浙江大学生命科学研究院等处的研究人员发表了题为“Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-Seq”的文章，利用低成本、高效率、完全国产化的高通量单细胞测序平台，全球首次绘制出了哺乳动物细胞图谱。

　　这一研究成果公布在2月23日的Cell杂志上，文章的通讯作者为浙江大学医学院郭国骥教授，以及韩晓平副教授（同为第一作者），其他一作为汪仁英、周银聪、费丽江、孙慧宇和赖淑静。

（第一排左二为郭国骥教授）

　　单细胞组学技术

　　单细胞技术已经不再是什么新鲜事，几乎每年Nature Methods展望技术中都会出现它的身影，这主要是由于培养基或者机体中的细胞存在多样性，或者说是异质性，这为许多实验分析造成了障碍，因此随着现代生物学的发展，“平均值”这个词已经不能满足我们的需要了，我们要了解细胞之间的差异性。如果能综合各种单细胞图谱，那么就能帮助研究人员了解基因调控与基因异质作用机制。

　　在单细胞各种技术中，单细胞测序（single-cell sequencing）已经被越来越多的科学家当作一副新眼镜，重新审视他们的研究，在细胞水平上分析组织能令研究人员更了解异质性，也更能直接确定细胞的身份，比如新细胞类型（通过比较分子状态）。目前单细胞 DNA 和 RNA 测序方法正日趋成熟，还有一连串的表观遗传技术近期也达到了单细胞水平。也许未来我们就可以绘制同一细胞的多重图谱了。

　　正如郭国骥教授所指出的，单细胞组学技术使人类能够从单个细胞的视角，精确解析细胞的分化、再生、衰老以及病变，“这类技术正带来一场细胞检测、分类和鉴定的方法学革命”。

　　Microwell-seq高通量单细胞测序平台

　　虽然目前单细胞测序技术正在日新月异的飞速发展，但是依然缺乏低成本高精度的技术平台。在最新这项研究中，研究人员利用微孔矩阵、分子标记和扩增技术，高通量、高精度地实现单细胞水平分析，解决了传统测序中单个细胞核酸物质少、容易丢失、分析成本高的难题。

　　具体来说，研究人员采用的是琼脂糖这种材料，琼脂糖是常规实验材料，看似普通，但是以此为基础的微孔板可以分析上万个细胞，通过在捕获细胞上进行标记，研究人员检测了单个细胞上所有的mRNA，获得了重要的数据。

　　由此构建的Microwell-seq高通量单细胞测序平台不仅能使单细胞测序文库的构建成本降低了一个数量级，而且也提升了现有单细胞技术的精确度。

　　“以往分析一个细胞需要100元人民币，而现在我们所研制的平台只需要2元钱。而且精度比美国目前最先进的设备还要高。”

　　专家认为，郭国骥团队所构建的Microwell-seq技术平台，操作简单、成本低廉，必将推动前沿单细胞测序技术在基础科研和临床诊断的普及和应用。

　　首个哺乳动物细胞图谱

　　利用Microwell-seq，研究人员针对小鼠近50种器官组织的40余万个细胞进行了系统性的单细胞转录组分析，绘制了世界上第一张哺乳动物细胞图谱。

　　这项研究揭示了之前未能表征的许多组织的单细胞层次结构，指出来自于不同组织的基质细胞，拥有完全不同的基因表达特征，对组织特异性微环境行使重要的调节作用。

　　同时这项研究也建立了基于网络的“单细胞MCA分析（single-cell MCA analysis）”途径，可根据单细胞数字表达准确定义细胞类型。这一研究证明了Microwell-seq技术和MCA资源的广泛适用性。