13種單細(xì)胞RNA測序方法的比較

單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）是鑒定樣本中單個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的主流方法。為了確保人們在實(shí)驗(yàn)過程中使用最佳方法，由西班牙國家基因組分析中心（CNAG-CRG）領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)對13種單細(xì)胞RNA測序方法開展了性能評估。

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)開啟了一個(gè)新時(shí)代，讓人們能夠無偏倚地記錄細(xì)胞表型。單細(xì)胞RNA測序?qū)嶒?yàn)在不斷擴(kuò)展，如今每次實(shí)驗(yàn)可以分析數(shù)千個(gè)細(xì)胞，從而全面地了解細(xì)胞組成。最近，研究人員正嘗試?yán)脝渭?xì)胞RNA測序來繪制整個(gè)細(xì)胞譜系、器官甚至生物體的細(xì)胞圖譜，其中最引人關(guān)注的是人類細(xì)胞圖譜（HCA）計(jì)劃。

然而，人們在開展細(xì)胞圖譜分析之前也存在一定的擔(dān)憂。過去，基因組分析缺乏基準(zhǔn)測試，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)后期出現(xiàn)了一些問題：不同的研究小組使用了不同的方法，并得出了不同的結(jié)果。考慮到這一點(diǎn)，許多致力于單細(xì)胞RNA分析的小組決定聯(lián)合起來評估不同的方法，以確保結(jié)果有著良好的重現(xiàn)性。

研究團(tuán)隊(duì)采用13種方法來分析一組精選的細(xì)胞。這組細(xì)胞一共大約有3,000個(gè)，滿足四個(gè)條件：它包含多種細(xì)胞類型；某些細(xì)胞非常相似，基因表達(dá)只有細(xì)微的差異；細(xì)胞具有可追蹤的標(biāo)志物；并且包含不同物種的細(xì)胞。這組細(xì)胞主要是人外周血細(xì)胞（60%）和小鼠結(jié)腸細(xì)胞（30%），但也包含少量HEK293T、NIH3T3和MDCK細(xì)胞。

他們評估的單細(xì)胞RNA測序方法包括：CEL-Seq2、MARS-Seq、Quartz-Seq2、gmcSCRB-Seq、Smart-Seq2、ddSEQ、ICELL8、C1HT-Small、C1HT-Medium、Chromium、Chromium(sn)、Drop-seq以及inDrop。這些都是耳熟能詳?shù)膯渭?xì)胞RNA測序方法。

研究人員根據(jù)檢測細(xì)胞圖譜和標(biāo)志物表達(dá)的精確度來評估這些方法。他們使用了六個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：基因檢測、轉(zhuǎn)錄特征表達(dá)的總體水平、細(xì)胞簇的準(zhǔn)確性、分類概率、數(shù)據(jù)整合后的細(xì)胞簇準(zhǔn)確性以及可混合性。

通過這些研究，他們發(fā)現(xiàn)日本理化學(xué)研究所（RIKEN）開發(fā)的Quartz-Seq2方法很準(zhǔn)確，在基準(zhǔn)測試中得分最高，緊隨其后的是CEL-Seq2和Chromium。開發(fā)Quartz-seq2的負(fù)責(zé)人Itoshi Nikaido稱：“我們很高興我們的方法被評為整體最佳。我們計(jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)它，以便人們能夠在人類細(xì)胞圖譜等項(xiàng)目中取得最佳結(jié)果?！?/p>

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的西班牙科學(xué)家Holger Heyn博士表示：“這些方案表現(xiàn)出明顯的性能差異，我們希望這項(xiàng)工作有助于制定標(biāo)準(zhǔn)和指南，從而有助于人類細(xì)胞圖譜及單細(xì)胞研究界生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集?！?/p>