超高通量单细胞平台Chromium X正式入驻百迈客——百万基因组时代 |

发布于 2021年10月13日

Chromium X正式亮相百迈客

今天该仪器已经成功落地百迈客青岛实验基地，流程已经搭建完成，可以实现百万级别通量单细胞测序，广泛应用于大规模细胞图谱、大量样本药物筛选等研究，深度挖掘罕见的细胞类型和更多的细胞表型，提供更加全面、精准、便捷的单细胞测序服务。让我们一起来见识百迈客是如何玩转超高通量单细胞测序。

单细胞测序技术的快速发展使得人们能够在单细胞水平深刻探索肿瘤疾病发展、以及生物学现象背后的分子机理，解决细胞异质性的问题。目前该技术已经发表了3000+的文章，大多数都发在Nature、Cell、Cancer Cell等国际期刊，该技术也由原来几百个细胞到上万个细胞通量的突破，然而近来单细胞测序的文章涉及到的样本数、细胞数都在不断增加，尤其是大规模单细胞图谱绘制、肿瘤治疗药物筛选等研究，涉及到的样本数量多（数十例到数百例不等）、组织类型丰富、疾病分期复杂，动辄都是接近上百万的细胞数，所以目前通量远远无法满足现阶段的单细胞水平研究需求。为此，百迈客第一时间与10x Genomics展开合作，快速引进10x Chromium X 超高通量单细胞系统，详情可见百迈客引入10x Genomics Chromium X高通量单细胞新系统，迈上探索单细胞技术未来可能性的新台阶：

图1 单细胞测序技术发展中通量的变化

单细胞测序Chromium X系统

功能强大的单细胞Chromium X系统终于落地百迈客，也揭开其神秘的面纱。该系统依旧是在Next GEM的微流控原理基础上，全程自动化分选、捕获、标记数十万个乃至百万个单细胞微滴，并通过10x Barcode条形码识别每一个微滴，从而实现了单个细胞基因表达检测。

图2. 百迈客单细胞X平台高颜值展示图

（1）升级后的Chromium X系统有哪些改变呢？

Chromium X系统在通量上做了很大优化，每张芯片有16个通道，可同时检测16个样本，每个通道可捕获2000-20000个细胞，其捕获率高达65%，并且其多细胞率低至0.4%/1000个细胞。该系统还可进行混样处理（CellPlex），每个通道捕获细胞数可达到6万个，整个芯片16通道可望达到近百万个单细胞基因表达检测，实现了百万级别单细胞测序。该系统还配备温控装置，可保持整个反应在18-28℃，实验过程中可以较好的保证了RNA的稳定性和数据的可靠性。

图3. 超高通量单细胞捕获技术原理示意图

（2）Chromium X系统与Controller系统有哪些差异？

（3）Chromium X系统实验流程如何？

超高通量单细胞测序包含：样本解离、细胞悬液制备、样本标记、细胞分选、细胞标记、反转录、文库构建、测序、生信分析等过程，可以一次性完成几十例样本超高通量单细胞测序。

图4. Chromium X系统单细胞测序实验流程

（4）Chromium X系统兼容性如何？

在任何水平上匹配单细胞研究的规模，可分析数百至百万级的细胞，其兼容性更是可以支持所有的单细胞系列检测，包括单细胞转录组、单细胞免疫组库、单细胞ATAC、单细胞多组学ATAC +基因表达、单细胞核转录组、单细胞全长转录组，以及细胞表面蛋白检测、CRISPR分析，靶基因检测和CellPlex混样测序。

图5. Chromium X系统兼容所有单细胞测序

单细胞Chromium X系统可兼容单细胞系列产品，且与Controller系统数据保持极强的相关性。以下分别展示利用PBMCs捕获10000个细胞/细胞核Chromium X和Controller系统的数据分析比较：

图6. Chromium X系统单细胞转录组数据分析

图7. Chromium X系统单细胞免疫组库数据分析

图8. Chromium X系统单细胞ATAC数据分析

图9. Chromium X系统单细胞多组学ATAC+基因表达数据分析

Chromium X系统优势

超高通量

一次可检测16个样本，最多可捕获近百万细胞，使用Chromium X的高通量单细胞基因表达和免疫分析解决方案，支持大规模研究。

超低成本

大规模样本检测、混样测序可实现大量样本的并通道精测，大大降低实验成本，优化了实验周期。

超高的灵活性

可以根据实验需求和规模开展任何 10x Genomics 单细胞实验，并具有通量灵活性，可分析数百至百万级的细胞。

超低多胞率

单细胞捕获的多胞率从0.8%/1000个降低到0.4%/1000个，性能实现了成倍提升，增加了数据真实性和准确性。

更加稳定

增加了自动控温系统（18-28℃），可以保护反应过程中RNA稳定性，增加了数据的可靠性。

操作简单

自动温度控制减少了实验的可变性，只需按一下按钮即可获得直观的用户界面。

超高通量单细胞测序应用方向

单细胞图谱

大规模单细胞图谱绘制，大量多样本，多器官，多疾病模型进行超高通量单细胞研究，实现了细胞类型的全面精准分群和鉴定。

肿瘤疾病

为肿瘤微环境的复杂性、疾病时期多样性提供高效的超通量单细胞测序，发现不同时期更多的肿瘤细胞群，以及挖掘新的肿瘤标志物，精准辅助治疗。

生长发育

不同时间、不同部位器官发育的研究涉及上十万、甚至上百万细胞，发现发育过程中的稀有细胞类型，绘制完整的细胞发育轨迹。

免疫调控

疾病的免疫调控需要更多的细胞类型和细胞数目，检测不同的TCR/BCR克隆型，甚至探索稀有的TCR/BCR克隆型，丰富免疫细胞表型，挖掘更多的细胞互作调控机理，筛选抗体，加速疫苗研发。

应用实例1：超高通量单细胞图谱绘制

单细胞基因表达HT产生的数据可与标准分析的数据相比较，在每个细胞成本降低的情况下，细胞数量增加了一倍，更利于鉴定更多的细胞表型和分子调控机制。

图10. PBMCs样本的标准通量和超高通量的数据分析

应用实例2：超高通量单细胞非小细胞肺癌的应用

采用 Chromium X系统的3’CellPlex对7个非小细胞肺癌患者进行混样标记后，上一个通道分别进行Single Cell Gene Expression HT & Single Cell Gene Expression (standard)测序分析， Chromium X系统具有更高的捕获率，并且两者均可获得较高的基因检出率。