福尔马林固定石蜡包埋是医院保存病理组织最常用的方法，也是分子生物学研究中珍贵的材料来源。图片来源：Getty/ Nicola Tree
近日，浙江大学的研究人员开发了一种全新的高通量单核总RNA测序技术snRandom-seq，并成功用于福尔马林固定石蜡包埋（Formalin-fixed paraffin-embedding，FFPE）组织的检测。这种方法具有高准确性和灵敏度，可广泛应用于临床FFPE样本的生物医学研究。
福尔马林固定石蜡包埋是医院保存病理组织最常用的方法，并且也是分子生物学研究中珍贵的材料来源。在肿瘤研究中，石蜡包埋组织能够提供重要的基因信息，与临床病史和随访资料的建立密切相关。在制备过程中，福尔马林会与组织中的蛋白质发生不可逆的交联反应以保护细胞结构完整性，但这一过程不可避免地会损害核酸等大分子，从而给核酸提取和后续测序工作带来挑战。
FFPE样本的转录分析近年来飞速发展，特别是单细胞的准确转录组学有助于更好地了解其细胞异质性和群体动态，然而从中分离单个完整细胞并获得RNA仍然面临挑战。此外，目前高通量单细胞测序平台所采用的方法往往受限于样本的新鲜程度，大多无法高效地应用于FFPE。因此，亟需一种能够对FFPE组织进行高通量、高灵敏度和高覆盖度的单核RNA测序方法。
为了解决这一挑战，浙江大学的王永成团队于2023年5月在《自然-通讯》发表了一项研究1，开发了一种适用于FFPE样本的新型、高灵敏度全长单核RNA测序方法snRandom-seq，并与跃真生物（M20 Genomics）合作尝试将此方法商业化。该方法突破性和创新性主要体现在以下几个方面：对于样本制备，研究人员改进了脱蜡、补液和细胞核提取方法，实现在温和条件下从 FFPE 组织中分离得到单个完整细胞核，在此基础上通过设计单链 DNA 阻断步骤，以避免基因组DNA对RNA样本的污染；在反转录过程中，研究人员采用了随机引物，能够无偏差地获得全长总RNA中的所有信息，并将其转化为单链DNA，相较于传统方法具有更高的覆盖度；在获得的单链DNA上添加poly(A)尾，以用于后续添加每个细胞特有的识别信息及双链DNA的合成；最后，研究人员使用王永成团队之前所建立的微流体条形码平台，将含有特异识别信息和引物的微珠与单个细胞包裹在液滴中，对单链DNA进行高通量标记，标记后的DNA从液滴中释放并进行扩增和测序。实验过程中所使用的试剂盒和微珠等由跃真生物提供。
为了验证snRandom-seq的表现，研究人员使用人鼠混合样本对其进行测试，结果表明该方法具有极高的准确度和灵敏度。团队还使用该方法对小鼠组织样本进行研究，其在单核RNA测序及细胞类型注释过程中都表现良好，平均每个单细胞核可注释到3000多个基因，并能够识别 25 种典型细胞类型，如肝细胞、生殖细胞、成纤维细胞 、心肌细胞等。与目前可应用于FFPE样本的同类测序方法相比，snRandom-seq在细胞类型鉴定、差异表达分析和细胞周期相分析方面均具有明显优势。
此外，研究者将该方法应用于临床人肝癌FFPE标本的分析，发现了一个特殊的具有高增殖活性的细胞核亚群，可能是癌症研究的潜在靶点。通过snRandom-seq技术从临床FFPE标本中获得高质量和高灵敏度的数据，研究人员可以揭示细胞类型特异性靶基因或识别罕见亚群，从而对疾病进行精确诊断和治疗。
snRandom-seq技术为实验室和临床 FFPE 样本提供了一个强大的单核RNA测序平台，有望弥补已有方法在FFPE样本测序方面的缺陷，未来在生物学研究和临床实践中具有极大的应用潜力。
参考文献：
1. Xu, Z., Zhang, T., Chen,H. et al. Nat Commun 14, 2734 (2023).
Nature Communications
DOI:10.1038/s41467-023-38409-5
↓中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准，
High-throughput single nucleus total RNA sequencing of formalin-fixed paraffin-embedded tissues by snRandom-seq
本摘要基于Nature Communications于2023年5月12日发表的一篇论文“High-throughput single nucleus total RNA sequencing of formalin-fixed paraffin-embedded tissues by snRandom-seq”，特此感谢本专题以下合作机构：
© 2023 Springer Nature Limited. All Rights Reserved
* 本文转自Nature Portfolio
首页
