小鼠嗅上皮组织快速解剖与解离以制备单细胞核悬液
2025年8月1日
本文提供了一种简化的小鼠嗅上皮解剖与解离方案，用于单核RNA测序。
本文提供了一种旨在快速分离嗅上皮组织以进行单细胞或单细胞核测序的实验方案。本方案优先考虑操作速度与学习便捷性，适用于将组织均质化处理的单细胞测序应用，在此类应用中，快速解剖比保持解剖结构完整性更为重要，这与以往方法有所不同。本方案可实现对嗅上皮组织的快速、便捷解剖，旨在促进单细胞测序研究，并推动对嗅觉系统遗传基础的深入探索。
首先，获取一只小鼠的去皮头部。使用一把精细的尖头剪刀，将剪刀的一侧尖端置于眼眶后部，另一侧紧邻听觉道，沿双侧颧弓与鳞状骨连接处进行剪切，以分离颧弓。随后，沿额骨最前缘从一侧眼眶至另一侧眼眶做一浅表切口，仅切开额骨背侧表面，深度约为1至2毫米。
现在，从枕骨大孔沿颅骨中线切开，经过矢状缝和额缝，直至到达之前制作的眶间切口。将一对镊子插入中线切口，牢固地将颅盖的一侧半球向外侧牵拉。在固定住鼻骨和门齿的同时，用镊子将对侧颅盖折断移除。
在撕开骨半球时，连同骨半球一起取出脑组织，包括嗅球。接着使用咬骨钳或骨剪去除残留的额骨和前上颌骨，直至门齿根部。用咬骨钳沿额鼻缝剪开，使鼻骨与筛板分离。
然后使用镊子将鼻骨从筛板上抬起，以暴露嗅上皮。如果残留的前上颌骨阻碍背侧嗅上皮，应在继续操作前将其去除。现在，用一对尖头镊子轻轻夹住鼻中隔背侧与筛板连接处，向后牵拉。
主嗅觉上皮将作为一个完全完整的结构分离出来。成像流式细胞术鉴定发现，所有事件中53.69%为细胞核。在单个细胞核中，53.89%具有高圆度。
质控图显示四个样本的测序质量一致，基因和线粒体计数分布均匀。该数据集的标记基因与各细胞类型许多已确立的标记基因相符。
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概述
本文介绍了一种快速分离和解离小鼠嗅上皮组织的方案，旨在为单核RNA测序提供支持。该方法强调操作的快速性和简便性，适用于需要进行组织匀浆的应用场景。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 基因组学
- 嗅觉系统研究
背景
- 单细胞和单细胞核RNA测序对于理解细胞多样性至关重要。
- 以往的解剖方法强调解剖结构的完整性，这在某些应用中可能并非最佳选择。
- 嗅觉上皮在嗅觉感觉转导中起着基础性作用。
- 改进解剖技术可提高与嗅觉相关遗传学研究的效率。
研究目的
- 提供一种操作简便的嗅觉上皮组织解剖方案。
- 促进组织快速处理，以支持单细胞测序研究。
- 推动对嗅觉系统遗传机制的研究。
使用的方法
- 该方法采用从小鼠模型中解剖嗅上皮组织。
- 该生物模型涉及小鼠的嗅觉系统，强调需快速提取的重要性。
- 去除骨骼并进行精细操作，以确保主嗅上皮的完整性。
- 关键步骤包括颅腔切开及嗅觉结构的提取。
- 已实施质量控制措施，以保持测序质量的一致性。
主要结果
- 超过一半的收集事件被鉴定为细胞核，表明分离成功。
- 细胞核的高圆度表明在解剖过程中质量得到了良好保存。
- 质量控制显示基因和线粒体分布均一。
- 标志基因与已建立的细胞类型基准相符。
结论
- 该研究提出了一种快速解剖嗅觉上皮组织的方法学进展。
- 通过实现高效的单核测序，有助于深入理解嗅觉相关的遗传因素。
- 该方案有望提升对感觉系统中神经机制与可塑性的分析能力。
常见问题
行业高管相关性
从小鼠嗅觉上皮组织快速且可重复地制备单核悬液，可实现对多种神经元及前体细胞群体的高分辨率分子表征。本方案通过缩短组织提取时间并保持细胞核完整性，解决了单细胞基因组学中的一个关键瓶颈问题，有助于在感觉神经科学研究流程中进行可靠的靶点验证和机制层面的风险排除。该方法增强了针对嗅觉功能及其再生遗传基础的早期发现与转化研究的预测可信度。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 可实现对嗅觉感觉神经元及其前体细胞中基因表达的快速假设验证。
- 通过保持细胞核质量以支持后续测序，实现功能靶点的有效验证。
- 有助于阐明参与感觉神经元更新的候选通路的作用机制，降低研发风险。
- 提高感觉系统研究中靶点优先排序的预测可信度。
筛选与检测方法开发
- 提供高质量的单细胞核悬液，适用于标准化的单细胞测序工作流程。
- 确保在多个样本和实验批次之间具有可重复性和可扩展性。
- 提供定量输出结果，包括细胞核得率和质量指标，用于实验方法的性能评估。
- 能够可靠地评估实验干预条件下基因表达的变化。
转化与临床前研究
- 与研究嗅觉功能障碍及再生的疾病相关模型相一致。
- 支持从基因组学发现阶段到分子靶点临床前验证的连续性研究。
- 通过提供一致且高质量的数据，降低转化生物标志物识别中的生物学风险。
- 促进感觉神经科学项目中基于风险评估的推进决策。
流程与工作流整合
本方案整合了早期发现与先导物鉴定之间的接口，实现了从组织提取到单细胞核测序及下游分析的无缝衔接。
- 发现生物学： 加速嗅觉系统研究中的假设验证与通路解析。
- 筛选： 提供经质量验证、可直接用于检测的细胞核悬液。
- 分析： 提供定量读数，用于比较不同细胞类型和条件下的基因表达。
- 转化研究： 支持嗅觉障碍的生物标志物匹配及临床前模型开发。
- 企业级复用： 建立标准化、可重复使用的单细胞核制备流程，适用于感觉组织。
运营与企业影响
- 科学价值：提高靶点验证中的预测可信度，降低机制上的模糊性。
- 操作价值：增强单细胞基因组学的标准化、可重复性和通量。
- 战略价值：支持基于充分信息的立项/终止决策，实现资本高效的项目组合管理。
- 项目组合影响：支持基于风险调整的优先级排序，推动感觉神经科学项目的进展。
实施注意事项
- 需要具备从复杂解剖结构中快速解剖和分离细胞核的技术专长。
- 需要配备用于组织处理和质量控制的专用仪器（如成像流式细胞术）。
- 需要跨团队标准化操作，以确保不同研究和操作人员之间的可重复性。
- 在应用于具有不同解剖特征的其他组织类型或模型系统时，可能需要进行方法调整。
- 以速度为导向的提取方法可能限制其在需要保持解剖结构完整性的应用中的使用。
