がんシングルセル解析
細胞レベルでのがん解析
次世代シーケンサー（NGS）によるシングルセルシーケンスは、個々のがん細胞のゲノムまたはトランスクリプトームを検査することができ、細胞間の変動の高解像度ビューを提供します。サンプルの平均化に役立つ場合もありますが、個々の細胞を調べることで、腫瘍微小環境などの不均一なサンプルに対する洞察が明らかになることがあります。がんの単一細胞解析では、DNA、RNA、エピジェネティック、およびタンパク質レベル（個別またはマルチオミクス実験として）でがんのドライバーを明らかにすることができます。これは、サンプルを一括で集約する場合に見逃される可能性があります。
バルクセル解析とシングルセル解析の比較
バルクセル解析とシングルセル解析のどちらを選択するかは、研究全体の目標によって異なります。シングルセルのプロファイリングは、ユニークな集団ががんにどのように影響し、治療的にどのように利用されるかを理解するのに役立ちます。
バルクセルシーケンスに比べて、シングルセルシーケンスの主な利点には次のようなものがあります。
- 腫瘍微小環境における機能性細胞集団の検出
- 免疫細胞（B細胞やT細胞など）や線維芽細胞などの非がん性細胞集団が腫瘍生物学に与える影響を明らかにする
- がんの進行におけるエピジェネティックな不均一性の影響を理解する
- 腫瘍サンプルから体細胞バリアントの進化を組み立てる
- がん幹細胞集団の同定と特性評価
がん単一細胞解析へのアプローチ
シングルセルトランスクリプトミクス
シングルセルトランスクリプトミクスは、細胞内の機能と環境内の個々の細胞相互作用に関する前例のない洞察を可能にします。イルミナのNGSテクノロジーは、シングルセル遺伝子発現研究の発見力を最大化し、研究者は1回のアッセイで何百万もの個々の細胞を高い精度と感度でアッセイすることができます。
シーケンスを用いたトランスポサーゼアクセス可能なクロマチンのアッセイ（ATAC-Seq）
ATAC-Seqは、異種細胞集団を持つ異なる組織における細胞型特異的クロマチンアクセシビリティを研究し、クロマチンの包装やその他の要因が遺伝子発現にどのように影響するかをよりよく理解するために使用できます。シングルセルATAC-Seqは、シングルセルのコンパートメント化とバーコード化とTn5タグメンテーションを組み合わせています。Tn5トランスポサーゼは、シーケンスアダプターでクロマチン領域にタグを付けます。次に、タグ付けされたDNA断片を精製し、増幅し、シーケンスします。
シングルセル免疫レパートリー
シングルセル免疫レパートリーは、生物内の個々の免疫細胞の多様な集合を指し、それぞれが表面に固有の受容体分子を備えています。これらの受容体は、免疫細胞が病原体や異常細胞などの脅威を認識し、それに対応できるようにします。
シングルセル免疫レパートリーの解析には、これらの受容体をコードする遺伝子シーケンスの研究が含まれ、個々の細胞レベルでの免疫系の多様性、機能性、特異性に関する洞察を提供します。この解析は、疾患における免疫応答の理解、個別化医療アプローチの促進、および標的療法の開発において有望です。
Creighton Universityがシングルセルシーケンスでがん研究をどのように進めているかをご覧ください
Creighton UniversityのInnovative Genomics & Bioinformatics Core（IGBC）の共同ディレクターであるJun Xia博士とYusi Fu博士が、がん研究と研究のインスピレーションとなった人々について語ります。NextSeq 2000の助けを借りて、がんバイオマーカーを検出し、研究を加速させる高精度のシングルセルシーケンス法を開発し、がんを駆り立てる基本的なプロセスをより良く理解するために協力者とともに扉を開きました。
注目のシングルセル解析製品
NovaSeq Xシリーズ
NovaSeq X Plusシステムは、デュアルフローセルで1ランあたり最大16 Tb出力、シングルフローセルでは最大8 Tbの出力が可能なシーケンスシステムです。
DRAGEN二次解析
DRAGEN Secondary Analysisプラットフォームは、下流のシングルセル解析のための細胞ごとの遺伝子発現マトリックス出力開始点を提供するシングルセルRNAパイプラインを備えています。
DRAGENシングルセルRNA（scRNA）パイプライン
DRAGEN Single-Cell RNA（scRNA）パイプラインは、リードから細胞ごとのUMIカウント遺伝子発現マトリックスまでのマルチプレックスシングルセルRNA-Seqデータセットを処理できます。
リソース
シングルセルシーケンスワークフローガイド
シングルセルシーケンスワークフローのすべてのステップを探索し、実験を成功させるための貴重な洞察を学びましょう。
固定サンプルから単一細胞レベルで腫瘍微小環境の不均一性を解決
このウェビナーでは、10x Genomicsとイルミナがシングルセル固定RNAソリューションを提示し、固定サンプルから数百万の細胞にわたってシングルセルレベルでRNAシーケンスを可能にします。
Illumina Connected AnalyticsシングルセルRNAワークフロー
このデモでは、Illumina Connected AnalyticsユーザーがDRAGEN二次解析パイプラインで構成されるシングルセルRNA解析ワークフローを実行し、ICA Bench環境でインタラクティブなR Shinyアプリケーションを使用して結果を解釈する方法を示します。
単一細胞がん研究の詳細に関心をお持ちですか？
参考文献
- Aldridge S, Teichmann SA. シングルセルトランスクリプトミクスは年月を経ます。 Nat Commun. 2020;11(1):4307. doi:10.1038/s41467-02018158-5