Высококачественная подготовка ядер головного мозга и костного мозга для мультиомных одноядерных анализов
22 декабря 2023 г.
Успех транскриптомики одноклеточных/одноядерных и мультиомиксов во многом зависит от качества клеток/ядер. Поэтому выделение клеток/ядер из ткани и их очистка должны быть строго стандартизированы. Этот протокол описывает подготовку ядер головного мозга и костного мозга для последующего одноядерного мультиомного анализа.
Технологический отдел цитометрии и биомаркеров поддерживает биомедицинские проекты с помощью самых современных технологий и конвейеров для фенотипирования клеток и молекулярного профилирования с разрешением одной клетки. В этом контексте мы используем различные инструменты для одноклеточного мультиомного анализа, чтобы получить представление об экспрессии генов и регуляции генов в норме и при заболеваниях. Проточная цитометрия позволяет идентифицировать и отбирать отдельные клетки на основе уникальных характеристик.
Недавние достижения включают в себя высокопроизводительные спектральные сортировщики на основе изображений, и эти технологии обеспечивают гибкость в дизайне панелей, позволяют одновременно использовать аналогичные красители и управлять автофлуоресценцией. Основной экспериментальной проблемой при использовании передовых одноклеточных технологий является работа с особо хрупкими или редкими клеточными популяциями. Каждая ткань или тип клеток должны пройти тонкую оптимизацию протокола, чтобы получить достаточное количество высокожизнеспособных клеток, которые преобразуются в высококачественные данные секвенирования.
Наш модифицированный протокол подготовки одиночных ядер улучшает извлечение ядер и минимизирует нагрузку на ядра. Он специально оптимизирован для тканей головного мозга и костного мозга и охватывает все этапы от диссоциации образца до очистки ядер.
Обзор
Данное исследование посвящено оптимизации выделения ядер из тканей головного мозга и костного мозга для последующего проведения мультиомного анализа отдельных ядер. Подчеркивается важность высококачественной экстракции ядер, поскольку она напрямую влияет на результаты транскриптомного анализа и мультиомного анализа единичных клеток.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Транскриптомика отдельных клеток
- Мультиомика
- Методы изоляции ядер
Обзор
- Успех транскриптомных исследований зависит от чистоты и качества выделенных клеток/ядер.
- Последние достижения в области проточной цитометрии и технологий визуализации расширяют возможности сортировки клеток.
- Особое внимание следует уделять хрупким или редким популяциям клеток, что требует оптимизации протоколов.
Используемые методы
- Модифицированный протокол подготовки ядер для тканей головного мозга и костного мозга
- Модельная система на мышах
- Методы включают проточную цитометрию и автоматический подсчет клеток
Основные результаты
- Повышение степени выхода ядер за счет минимизации стресса в процессе подготовки.
- Увеличение чистоты ядер мозга с 36% до почти 100% после сортировки.
- Разработка надежного рабочего процесса подготовки ядер для получения высококачественных данных секвенирования.
Выводы
- В данном исследовании представлен эффективный протокол выделения ядер высокой степени чистоты из специфических тканей.
- Полученные результаты имеют важное значение для совершенствования мультиомного анализа единичных клеток в исследованиях здоровья и заболеваний.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Высококачественная подготовка ядер из тканей мозга и костного мозга является основополагающей для проведения надежных мультиомных анализов единичных ядер, что напрямую влияет на достоверность транскриптомного и эпигенетического профилирования на ранних этапах поиска. Стандартизированные протоколы выделения ядер позволяют обеспечить согласованность генерируемых данных, что повышает прогностическую точность и способствует снижению механистических рисков при изучении сложных тканей. Данная возможность имеет критическое значение для развития релевантных моделей заболеваний и ускорения принятия решений по портфелю исследований в области нейробиологии и гематологии.
Стратегические приложения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать транскрипционные и эпигенетические состояния конкретных типов клеток в сложных тканях.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней за счет получения высококачественных ядер для мультиомного анализа.
- Способствует снижению механистических рисков благодаря воспроизводимой подготовке образцов и качеству данных.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает поставку валидированных суспензий ядер, оптимизированных для последующих рабочих процессов 10X Genomics multiome.
- Повышает воспроизводимость и стандартизацию анализа за счет минимизации вариабельности образцов.
- Позволяет масштабировать подготовку библиотек ядер для высокопроизводительного скрининга соединений или пертурбаций.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует моделям тканей, имеющим отношение к заболеванию, для трансляционного поиска биомаркеров.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации за счет поддержания качества ядер во всех экспериментах.
- Снижает риск возникновения технических артефактов, которые могли бы исказить интерпретацию доклинических данных.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол подготовки ядер объединяет этапы обработки тканей и мультиомного секвенирования единичных ядер, обеспечивая рабочий процесс от начальных этапов поиска до доклинических исследований.
- Биология открытий: обеспечивает получение высококачественных ядер для проверки гипотез и анализа сигнальных путей в тканях головного мозга и костного мозга.
- Скрининг: гарантирует готовность и воспроизводимость анализа для платформ мультиомного профилирования.
- Аналитика: предоставляет количественные показатели качества ядер для последующего анализа данных и сравнения условий.
- Трансляционные исследования: поддерживает согласованность биомаркеров и точность моделей заболеваний за счет сохранения целостности ядер.
- Корпоративное использование: устанавливает стандартизированный, многократно используемый протокол, адаптируемый к различным типам тканей и исследованиям.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неоднозначность в мультиомных исследованиях.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость рабочих процессов изоляции ядер.
- Стратегическая ценность: повышает качество принятия решений о продолжении или прекращении исследований (go/no-go) и эффективность использования капитала за счет обеспечения надежности входных данных.
- Влияние на портфель: позволяет осуществлять приоритезацию и продвижение программ по нейробиологии и гематологии с учетом рисков.
Рекомендации по внедрению
- Требуется опыт в области диссоциации тканей, изоляции ядер и оценки контроля качества.
- Необходим доступ к проточной цитометрии, автоматическому подсчету клеток и инфраструктуре для секвенирования.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости результатов в различных исследованиях и центрах.
- Может потребоваться адаптация протокола для различных типов тканей или видов.
- Результат зависит от сохранения жизнеспособности и целостности ядер на всех этапах обработки.
