Yetişkinlerde en sık görülen primer beyin tümörü olan dağınık alt derece gliomalar (LGG), sıklıkla serebral yarımkürede ortaya çıkan infiltratif neoplazmlardır. LGG'ler sadece tümör popülasyonu tarafından değil, aynı zamanda tümör gelişimi ve ilerlemesinde karmaşık bir şekilde yer alan kötü huylu olmayan hücreler tarafından da yönlendirilen tümör içi heterojenliği hem inter-hem de intra-tümör heterojenliği sergiler 1,2,3,4,5.
Son on yılda gliomalar alanında toplanan bir dizi genomik veri vardır. Bu veriler esas olarak toplu tümör dizileme çalışmalarından gelir ve moleküler karakterizasyona ve beyin tümörlerinin mevcut sınıflandırılmasına son derece katkıda bulunmuştur5,6, 7,8,9,10,11. Bununla birlikte, bu çalışmalar gliomalarla ilişkili geniş moleküler manzarayı ortaya ortaya sürse de, terapötik müdahale konusunda hala hayal kırıklığı yaratan bir ilerleme eksikliği vardır. Beyin tümörlerinde tedavi direncinin önündeki engellerden biri de tümör içi heterojenliktir. Bu sorunu çözmek için, çeşitli çalışmalar tek hücreli düzeyde bir tümörde bulunan genomik, transkriptomik, proteomik ve epigenetik heterojeniteye odaklanmıştır12,13 ,14,15,16,17.
Son birkaç yıldır tek hücre alanında dikkat çekici teknolojik gelişmeler olmasına rağmen, en önemli sınırlayıcı faktörlerden biri, hücreleri izole etmek ve bu deneyleri gerçekleştirmek için gereken taze örneklerin mevcudiyetidir. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için,18 , 19hücreleri yerine çekirdek kullanarak donmuş dokulardan snRNA-seq ve snATAC-seq gibi tahliller yapmak için birkaç başarılı girişimolmuştur. Bu yöntemlerin çoğu floresan ile etkinleştirilen hücre sıralama (FACS) veya filtrasyon stratejilerine dayanır. Hem tek hücreli hem de tek çekirdekli yaklaşımların güçlü ve dezavantajları vardır. Tek hücreli yaklaşımlar mitokondriyal transkriptleri korur, bu da bilgilendirici olsa da, yüksek bollukları nedeniyle transkriptome kapsamını azaltabilir. Tek çekirdek izolasyon yaklaşımları mitokondriyal fraksiyonun yüksek bir yüzdesini ortadan kaldırır, böylece nükleer transkriptlerin daha derinlemesine kapsanmasına izin verir20.
RNA-seq ve ATAC-seq dahil olmak üzere tek hücreli genomik verileri test etmek için son yıllarda kullanılan çeşitli ticari platformlar vardır. En belirgin platformlardan biri, tek hücreli gen ekspresyumu ve tek hücreli ATAC profilleme için 10x Genomik Krom platformudur. Platform mikroakışkan odaların yardımıyla çalıştığından, herhangi bir döküntü veya agrega sistemi tıkayabilir ve bu da veri, reaktif ve değerli klinik örneklerin kaybına yol açabilir. Bu nedenle, tek hücreli çalışmaların başarısı büyük ölçüde tek hücrelerin/ çekirdeklerin doğru izolasyonuna bağlıdır.
Burada göstereceğimiz protokol, DroNc-seq ve Omni-ATAC-seq protokollerinin biraz değiştirilmiş bir kombinasyonudur ve insan beynindeki nörolojik bozuklukları ve nöronal hücre tiplerini anlamak için snRNA-seq kullanan son çalışmalara benzer bir yaklaşım kullanır18,19,21,22,23,24. Protokol, donmuş numunelerin enzipmatik/mekanik ayrışmasının ve ardından filtrasyon ve gradyan santrifüjlemenin bir kombinasyonunu kullanır ve tek çekirdeğin taze dondurulmuş glioma dokularından hızlı ve doğru bir şekilde izole edilmesini sağlar. Bu protokolü, beyin tümörü örneklerinden aynı çekirdek hazırlığından snRNA-seq ve snATAC-seq verileri oluşturmak için başarıyla kullandık.