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|論如何使用單細胞研究人體脂肪組織

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文|煮酒
圖|煮酒
脂肪組織最重要的功能是它能夠在外出期間儲存脂肪 ， 并在禁食和寒冷期間釋放脂肪 。 脂肪組織的這種能量穩態活動是位于組織異質性中的不同脂肪細胞類型的協同代謝功能以及它們的發育和動態組織發育 。 盡管脂肪組織生物學的這些方面在小鼠身上得到了充分的理解 ， 但對人類的知識仍然少之甚少 。 最近 ， 下一代測序NGS和微流控平臺的結合可能成為了單細胞基因組研究的一場革命 ， 是測量數千個單細胞的分子特征 。 這項工作提出了新的分析、平臺和數據集 ， 可能使在單細胞水平上對脂肪組織進行新的研究 ， 并提供了對這一重要組織類型的異質性和發育譜系的見解 。
盡管NGS和微融合條形碼平臺的進步顯著提高了單細胞RNA-se（scRNA-seq）測量的吞吐量 ， 但許多對理解復雜組織或器官中細胞的功能作用至關重要的分子并沒有直接編碼在基因組中 ， 因此不能用NGS進行分析 。 例如 ， 脂質素在許多代謝過程中起著關鍵作用 ， 對脂肪細胞的特性至關重要 ， 但不能通過測序檢測到 。 定量成像的最新發展 ， 特別是相干拉曼散射（CRS）技術 。 已經生產了一套研究單個細胞中脂質含量的工具 。 下面具體分析一下在單細胞水平上研究人體脂肪組織的方法 。

細胞的創造1665年 ， 羅伯特·胡克發表了一系列利用植物進行的顯微鏡觀察結果 ， 其中他首次創造了“細胞”這個術語來描述生物組織的微觀單位 。 從那時起 ， 通過識別因mor.phological、功能或分子特征不同的細胞來表征生理異質性 ， 在壽命研究中占據了中心地位 。 基于本發明2和顯微鏡技術的優化(3 ， 早期根據其獨特的解剖結構和形態學發現了多種不同的細胞類型4 。 隨著新光學方法的發展 ， 定義細胞類型的特征逐漸進化到包括生理特性 ， 如pH 5、膜電位6和分子特性 ， 如特定蛋白7、RNA分子8和表觀遺傳修飾9 。 值得注意的是 ， 這種進化也激發了細胞研究規模的轉變 ， 聚焦體積 。 整體測量 。 向可伸縮性的方向發展 。 單細胞水平的測量 。 從而提供了對潛在異質性的見解 。

在這些可擴展的、單細胞水平的技術中 ， 熒光激活細胞分類facs)成為了個體細胞蛋白質組學表征的金標準技術 。 流式細胞儀可以根據關鍵表面蛋白的差異表達 ， 一次對多達數百萬個單細胞進行分類 。 事實上 ， FACS已被用于研究許多復雜組織的細胞異質性 ， 特別是在細胞免疫學10中 ， 但需要靶向蛋白的先驗知識 ， 取決于抗體的可用性 ， 其多路復用能力有限 。 值得注意的是 ， 在過去的20年里 ， 由伊利米納的下一代測序（NGS）平臺主導的成本效益高、高通量dna測序技術迅速發展 。
【|論如何使用單細胞研究人體脂肪組織】NGS能夠以一種完全公正的方式一次對數百萬個短DNA片段進行測序 。 由于RNA分子可以很容易地轉化為更穩定的互補DNA（CDNA） ， NGShas也可以通過rna測序（RNAseq）實現轉錄組全基因表達 。 這一點很重要 ， 因為可以使用蛋白質編碼的mRNA分子（mRNA-seq）的無偏性分析提供了成百上千種哺乳動物的平均基因表達測量 。 因此 ， 這種種群水平的體積測量不能考慮到復雜系統內固有的異質性 。 因此 ， 過去幾年出現了進一步的技術創新 ， 顯著提高了RNA-se的基因檢測靈敏度 ， 僅使用微克的起始材料 ， 從而使單細胞水平（scRNA-seq）