2025年2月10日
Shane Liddelow博士是纽约大学朗格尼健康中心（NYU Langone Health）的神经科学家，他研究了一个相当棘手且难以捉摸的靶标：星形胶质细胞——帮助神经元保持排列的脑细胞。有时他甚至希望研究的是另一种细胞类型。
“我们在实验室里开玩笑地说，如果你要绘制细胞和细胞状态的图谱，你永远不会选择星形胶质细胞，而是会选择神经元或少突胶质细胞，”Liddelow说，“这并不是说我不希望人们研究星形胶质细胞，相反，我迫切希望人们都去研究它，但大家应该明白，这种细胞类型并不适合研究者的需求。它们实在是太难捕捉了。”
如果说神经元就像难以管教的青少年，那么星形胶质细胞就像细心的父母——它们的职责很广泛。它们有助于形成和消除突触，调节神经递质，并且通常致力于保持其神经微环境的整洁。从研究的角度来看，星形胶质细胞读取周围的环境条件并做出相应的反应，这对许多疾病都有重要的影响。
Liddelow的实验室研究的星形胶质细胞与中枢神经系统疾病相关，如阿尔茨海默病、亨廷顿病以及细菌感染。每一种病理都会产生其自身的微小反应性星形胶质细胞亚群——也就是他想要研究的细胞。
一旦Liddelow捕获了这些目标细胞并对其进行测序，就可以在模式生物中模拟它们独特的遗传学特性来研究相关功能。然而，由于他研究的星形胶质细胞亚型非常罕见，因此很难收集到足够的样本以获得可靠的测序结果。
Liddelow表示：“如果我们从500个细胞开始研究，我们只会得到一种、两种或五种特定亚型，并且我们缺乏足够的统计证据来断定它们之间确实存在差异，而不是什么杂峰。”
扩展性
为了在节省成本的前提下获得所需的统计权重，Liddelow采用了粒子模板即时分区（PIP）技术。PIP就像微小的试管，将复杂的细胞混合物分离成可处理的部分，是捕获靶细胞进行RNA测序的理想选择。借助Illumina Single Cell 3' RNA Prep，他的实验室可以对数百甚至数千的星形胶质细胞进行测序，并获得每种亚型的详细信息。
Illumina Single Cell Prep为Liddelow提供了出色的灵活性。与其他单细胞技术不同，PIP不需要复杂的微流控仪器或耗材，因此成本和操作复杂性有所降低。Liddelow在不进行富集的情况下，即可捕获并测序更大的星形胶质细胞内源性代表——研究的亚群占样本中所有细胞不到百分之一。他还可以添加其他神经细胞来研究首先使这些反应性星形胶质细胞做出反应的背景信号。
“Single Cell Prep帮助我们对大量星形胶质细胞进行测序，但它也让我们能够研究数千个相邻的非星形胶质细胞，以了解它们是如何相互作用的，”他说，“我们以前本可以这么做，但是成本高昂令人望而却步，因为对于每种细胞类型，我们都必须多次运行相同的样本。现在，我们只用一个大锅就能搞定。”
除了可扩展性之外——Single Cell Prep可对2000个细胞进行测序，就如测序200,000个细胞一样轻松，它还可以为Liddelow和其他神经科学家满足许多重要的研究需求。该技术可轻松检测与特定突变相关的细胞变化，与敲低或关闭基因的病毒系统配合良好，从而阻止它们表达。该技术还与多种模式生物兼容，包括秀丽隐杆线虫、小鼠、大鼠、非人灵长类动物，甚至蟑螂。
普及单细胞研究
Single Cell Prep的易用性也给Liddelow留下了深刻的印象。他最近与纽约布鲁克林的一家社区实验室Genspace合作。之前从未接触过单细胞的非科学家能够快速学会如何使用PIP，并最终在Illumina MiniSeq™上对捕获的细胞进行测序。
Liddelow说：“这些人从未走进过实验室，但只用了一个周末就构建了单细胞RNAseq文库。他们完成了测序和数据分析，使用的化学技术与我们一周后测序100万个小鼠大脑细胞所用的相同。”
Single Cell Prep改变了Liddelow和同事解析星形胶质细胞的方式，这对实验室来说意义重大。但他很快指出，自己供职于一家资源极其丰富的机构，这让他有机会接触到最昂贵的技术。他认为，Single Cell Prep的主要优势在于，它几乎能为任何实验室开启单细胞测序，无论其方法或专业知识如何。
“你可能是高级用户，也可能是在运行小型试验。”他说，“这都不重要，因为所用的化学技术相同。我从未见过哪一款单细胞技术对非专家用户而言更容易操作，对小型实验室和机构而言性价比更高。这些至关重要，因为重中之重的是，我们应始终致力于让科学变得更加普及。”◆
