【海洋生物单细胞测序】 大量实验结果显示BD平台具有明显优势

海洋生物样本的单细胞测序理论上可以做，但成功率一直很低，因为海洋生物细胞的多种特性制约了单细胞测序实验的正常进行。通过比较目前最流行的两个商业化单细胞研究平台BD Rhapsody和10X Genomics，我们的结论是BD Rhapsody平台更适合进行海洋生物单细胞测序的研究。

盐离子浓度、金属离子浓度以及其它干扰物质

10x Genomics平台是将细胞、逆转录反应Mix、引物等成分通过包裹成油包水液滴的形式，实现在一个封闭的微型反应系统内，完成单个细胞转录组的逆转录反应。细胞缓冲液中或细胞中的高浓度盐离子、金属离子、残留的EDTA和DNase I等成分也都会被包裹在液滴内，从而影响逆转录酶的活性，导致反转录失败或者低效。

BD Rhapsody平台是半开放的体系，通过细胞和磁珠共同沉降到微孔板里，来达到捕获单细胞转录组的效果。细胞经过裂解后，所有干扰物质包括金属离子、细胞重悬溶液中含有的EDTA和DNase I等都会被清洗，只留下干净的mRNA被磁珠回收。在干净的反应体系中，逆转录酶的活性不受抑制，反转录反应能正常进行。

细胞偏小、mRNA含量偏低

无论是微流控技术还是微孔捕获技术，对于较小的细胞，由于细胞捕获过程中（被包入油滴或者落入微孔）的动力学特征的影响，有可能造成一定的细胞数目偏差。10x Genomics平台是封闭系统，一次性快速的完成液滴包裹实验，无法调整实验参数，直到测序完成后，通过生物信息学分析才能知道捕获的细胞数目。如果利用BD Rhapsody 平台的实时成像监控系统，可以通过监控现场的荧光/明场的扫描结果，调整细胞沉降的实验参数，从而把控实验质量，保证单细胞测序实验能够按照预期顺利有序地进行。

光说不练那不算好汉。上图是单细胞平台利用BD Rhapsody系统完成的海洋生物单细胞测序项目的聚类分群结果。大量实验结果显示，通过BD单细胞测序，可以轻松解析海洋生物体内单细胞水平的异质性。结合mRNA转录本的功能和人工注释细胞类型，海洋生物的研究尽在掌控。

BD Rhapsody平台与10X Genomics平台是目前应用在单细胞研究领域中最成熟的两大商业化平台。这两个平台各具特色，应用了截然不同的细胞捕获原理（蜂巢微孔板沉降vs. 微流控液滴包裹）。一个因超高的细胞捕获通量和稳定抗干扰的系统而驰名中外，另一个则因为高效简洁的系统而备受青睐。

BD Rhapsody平台利用微孔板芯片技术，使带有Cell Barcode标记的磁珠与单个细胞通过自然沉降，相遇在同一个微孔中。然后在微孔中将细胞裂解，单个细胞释放出的mRNA被磁珠的oligo-dT捕获。随后在EP管中收集捕获了单细胞mRNA转录组的磁珠，进行逆转录反应，构建 cDNA 文库。最终通过cDNA文库序列前的Cell Barcode与UMI序列，判定目的基因来源于哪一个单细胞。

10x Genomics 平台利用微流控技术，将带有Cell Barcode的凝胶微珠和单个细胞包裹在同一个“油包水”液滴中。然后在液滴中将细胞裂解，单个细胞释放出的mRNA被凝胶微珠的oligo-dT捕获。随后在液滴中进行逆转录反应，构建 cDNA 文库。最终通过cDNA文库序列前的Cell Barcode与UMI序列，判定目的基因来源于哪一个单细胞。