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Cada célula individual de la sangre se cree que residen en una jerarquía de celular, donde las células madre forman el ápice en la parte superior una serie de progenitores intermedias cada vez más comprometidos que eventualmente terminal se diferencian en las células effector final transporte específico funciones biológicas1. Mucho del conocimiento sobre cómo están organizados los sistemas de la célula de vástago se ha generado en el sistema hematopoyético, en gran parte debido a la capacidad de prospectiva aislar a poblaciones hematopoyéticas distintas altamente enriquecidas de células madre o progenitores diferentes2 por clasificación de FACS. Esto ha permitido muchas de estas poblaciones a analizarse funcionalmente o molecularmente, predominante a través de la expresión génica perfiles3,4. Sin embargo cuando análisis de expresión génica de las diferencias individuales de las poblaciones de bulto entre las células se promediaron y perdió5. Por lo tanto, incapacidad para detectar variaciones de célula a célula en fracciones celulares heterogéneas puede confundir nuestra comprensión de los procesos biológicos críticos si pequeños subconjuntos de células responsables de la función biológica inferida población6, 7. Por el contrario, investigación de firmas de expresión génica en unicelulares resolución ofrecen la posibilidad a delinear la heterogeneidad y eludir influencias precede de subconjuntos excesivamente de la células8.
Hasta la fecha se han desarrollado muchos protocolos para análisis de expresión génica unicelular; cada enfoque tiene sus propias advertencias. El método más temprano fue el RNA fluorescente en situ hibridación RNA (peces), que mide un número limitado de las transcripciones a la vez, pero es el único que permite la investigación de localización de RNA9,11. Primeros métodos usando PCR y qPCR para detectar que una sola o muy pocas transcripciones fueron también desarrollaron12. Sin embargo, estos últimamente han sido sustituidos por métodos basados en microfluídica que pueden analizar simultáneamente la expresión de cientos de transcripciones por la célula en cientos de células mediante qPCR y así permiten la heterogeneidad multidimensional utilizando análisis predeterminado de10,de paneles de gen13. Recientemente las tecnologías basadas en la secuencia de RNA han convertido en ampliamente utilizadas para el análisis de la célula, ya que teóricamente pueden medir el transcriptoma completo de una célula y así añadir una dimensión exploratoria a heterogeneidad análisis10, 14. Análisis de qPCR de multiplexado y la secuencia de RNA unicelulares tienen características diferentes, así la justificación para el uso de cualquiera de los métodos depende de la pregunta así como el número de células en la población objetivo. El alto rendimiento y bajo costo por la célula con características imparciales, exploratorias de la secuencia de RNA unicelulares son deseables cuando investigan celular desconocido o grandes poblaciones. Sin embargo, la secuencia de RNA unicelular también está sesgada hacia alta abundantes transcripciones de secuenciación más con frecuencia mientras las transcripciones con baja abundancia son propensas a la deserción. Esto puede conducir a los datos considerablemente complejos que pone altas demandas en análisis Bioinformático para revelar importantes señales moleculares que son a menudo sutiles u ocultas en ruido técnica15. Así, para los tejidos bien caracterizados, unicelular qPCR utilizando análisis predeterminados paneles primer seleccionados para los genes funcionalmente importantes o marcadores moleculares pueden servir como un acercamiento sensible, simple para determinar la heterogeneidad de un población. Sin embargo, cabe señalar que, en comparación a unicelular RNA-seq, el costo por la célula es generalmente más alto para qPCR unicelular métodos. Aquí, describimos un acercamiento que combina unicelular RT-qPCR (modificado de Teles J., et al. 16), al índice de FACS clasificación simultáneamente17 y bioinformática análisis18 a fin de caracterizar la heterogeneidad molecular e immunophenotypic dentro de las poblaciones.
En este enfoque, la población de la célula de interés se tiñe, y solo las células se clasifican por FACS directamente en tampón de lisis en placas de PCR de 96 pocillos. Al mismo tiempo, los niveles de expresión de un conjunto de marcadores de superficie celular se registran para cada celda individual durante FACS-clasificación, un método que se conoce como índice de clasificación. Posteriormente se amplifica el material sometidas a lisis celular y la expresión génica de un conjunto seleccionado de genes analizados con RT-qPCR, utilizando una plataforma de microfluidos. Esta estrategia permite el análisis molecular de la caracterización ordenada unicelular como simultáneo de la expresión de marcadores de superficie celular de cada célula individual. Mediante la asignación directamente molecularmente diferentes subconjuntos de células a la expresión de los marcadores clasificados indexadas, las subpoblaciones pueden vincularse con un immunophenotype específico que puede utilizarse para su aislamiento prospectivo. El método se describe paso a paso en la figura 1. Un panel determinado gen adicional contribuye a una mayor resolución de la expresión de genes específicos, ya que elude la medición de genes abundantes irrelevantes que de lo contrario puede ocluir gene sutiles señales de expresión. Por otra parte, la amplificación de la Diana, transcripción reversa un paso y amplificación permite medición robusta de baja transcripciones expresadas, como factores de transcripción o RNAs poli-adenylated. Lo importante, qPCR métodos permiten medición de mRNA de las proteínas de fusión, que es importante la investigación de ciertas enfermedades malignas19. Por último, el número centrado de genes investigados, bajas tasas de abandono, y limitadas diferencias técnicas entre las células hacen este método fácilmente analizado compararon con métodos dimensionales más alta, como unicelular RNA-seq. Siguiendo el protocolo, puede realizarse un experimento todo, de la clasificación de las células a los resultados analizados, dentro de tres días, haciendo de este un método sencillo y rápido para análisis de expresión génica sola célula sensible, de alto rendimiento.