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ICELL8 Citation

전 세계의 ICELL8 cx Single cell system 고객은 끊임없이 과학적인 발전을 이루고 있으며, 그에 따른 최신의 연구 결과를 안내 드립니다.
(아래의 연구결과는 수시로 업데이트 됩니다.)

Liang, Q. et al. Single-nuclei RNA-seq on human retinal tissue provides improved transcriptome profiling. bioRxiv 468207 (2018).
본 논문은 인간의 신경 망막 조직에 대한 최초의 단일핵(Nuclei), RNA-seq 기반 transcriptomics 연구를 제시한다. 이 방법은 단일 세포 RNA-seq의 대안으로 냉동된 신경 조직에 적용할 수 있기 때문에 인체 조직 연구에 더욱 실용적이다. ICELL8 single cell 시스템으로 단일핵 분리를 수행하였고 시스템에 포함된 CellSelect 소프트웨어를 사용하여 자동으로 단일핵만 분리된 well이 선택되었다. 저자들은 6개의 샘플로부터 6,544개의 단일핵들을 sequencing하였고, 평균적으로 nuclei당 31,783개의 매핑된 판독값을 얻었다. 단일핵 프로파일은 동일한 샘플의 대량 RNA-seq와 양호한 상관 관계를 보였고, 세포 타입별 프로파일 또한 기존에 발표된 인간 망막 세포 마커와 일관성을 보였다.

Massaia, A et al. Single Cell Gene Expression to Understand the Dynamic Architecture of the Heart. Frontiers in Cardiovascular Medicine 5, 167 (2018).
이 리뷰 기사에서, 영국의 심장재단 센터와 Wellcome Trust Sanger Institute의 연구원들은 단일 세포 실험을 설계하기 위한 지침을 논의했다. ICELL8 single cell 시스템처럼 심근세포 및 기타 유사한 대형세포와 함께 작동할 수 있는 single cell 자동화 시스템의 필요성이 강조되었다. 이러한 툴은 단일세포 transcriptomics의 현저한 발전을 가져올 수 있으며 심장발달과 질병 모델에 대한 뛰어난 탐구 및 기능 연구에 기여할 수 있음을 확인하였다.

Yang, S. H. et al. ZIC3 controls the transition from naive to primed pluripotency. bioRxiv 435131 (2018).
저자들은 마우스의 ESC가 naive state에서 epiblast-like cells(EpiLC)로 초기 전환에 따른 크로마틴 접근성 변화를 연구하였다. 단일세포 RNA-seq는 극저온으로 동결된 세포를 사용하여 ICELL8 single cell 시스템에서 수행되었다. Custom script를 사용하여 UMI 분주 및 오류 수정, low-quality reads에 대한 trimming 및 종간 오염 여부를 점검했다. Expression analysis 을 통해 ZIC3가 EpiLC 상태의 확립과 유지에 있어 중요한 transcription factor임을 확인하였다.

Hatice S. Kaya-Okur. et al. CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells. bioRxiv 568915 (2019).
본 논문에서는 다양한 크로마틴 구성의 profiling을 위한 효율적인 고해상도(high-resolution) sequencing 라이브러리를 제공하는 효소-결합 전략인 CUT&Tag(Cleavage Under Targes and Tagmentation, CUT&Tag)에 대해 설명한다. CUT&Tag에서는, 크로마틴 단백질이 특정 항체에 의해 in-vitro에서 결합되어, 그 후에 protein A와 Tn5 transposase의 fusion protein을 결합한다. Transposase의 활성화는 high resolution의 low background를 가진 fragment libraries를 효율적으로 생성한다. 살아있는 단일세포에서 sequencing이 가능한 library에 이르는 모든 단계는 실험벤치상에서 single tube나 high-throughput의 microwell에서 수행할 수 있으며, 전체 과정은 하루 만에 수행할 수 있다. 적은 세포 수와 단일세포의 histone modifications, RNA Polymerase II 및 transcription factors를 profiling하여 CUT&Tag의 효용성을 입증하였다.
이 새로운 방법은 유전체의 regulatory information을 조사할 수 있는 툴에 대한 high-throughput single-cell 연구 community의 요구를 충족시킨다. 연구자들은 ICELL8 시스템의 dispensing과 imaging 기능을 이용하여 항체로 투과되고 전처리된 세포에 대한 프로토콜을 개발할 수 있었다. 또한 SmartChip array를 통해 단일세포를 개별적으로 indexing할 수 있는 기능은 단일세포 분석을 위한 과정을 단순화했다. 그렇지 않았다면 개별적으로 바코딩된 Tn5 complexes가 필요했을 것이다.

Bergiers, I. et al. Single-cell transcriptomics reveals a new dynamical function of transcription factors during embryonic hematopoiesis. Elife 7, e29312 (2018).
유럽 분자생물학 연구소(European Molecular Biology Laboratory)의 연구에서 마우스 내피 세포에서 embryonic hematopoiesis에서 복잡한 transcription factor 상관관계를 규명하기 위해 single-cell transcriptomics을 적용하는 방법을 설명합니다. ICELL8 Single cell system은 유전자 조절 네트워크를 이해하기 위해 single-cell RNA sequencing을 위한 i8TF embryonic stem cells을 분리하고 처리하는 데 사용되었습니다. 전반적으로 연구자들은 조혈 줄기 세포와 전구 세포에 특이적으로 공동 발현하는 7개의 전사인자 확인하였다. 또한 이 heptad에서는 Erg와 Fli1이 내피 세포의 운명을 촉진하는 반면 Runx1과 Gata2는 조혈의 운명을 촉진했습니다.

Kim, C. et al. Chemoresistance evolution in triple-negative breast cancer delineated by single-cell sequencing. Cell 173, 879-893.e13 (2018).
이 연구는 neoadjuvant chemotherapy (NAC)에 대한 반응으로 세균성 유방암 (TNBC)에서 항암 화학 요법의 모델을 설명합니다. single-cell DNA와 RNA sequencing의 조합이 전체 연구에 사용되었습니다. ICELL8 Single-Cell System을 사용하여 NAC로 치료한 TNBC 환자의 장기간 냉동된 샘플에서 핵을 추출했습니다. RNA-seq는 clonal extinction을 가진 환자의 3,370 개의 단일 핵의 전사체를 규명하기 위해 수행되었다. ICELL8 시스템은 clone 소멸 환자에서 평균 약 500 개의 핵을 검사 할 수 있어, 세포 당 120만 reads와 4,107 개의 유전자가 검출되었습니다. 또한 clonal persistence가있는 환자로부터 평균 ~ 400 개의 핵이 분석되었으므로 각 웰당 120만 reads 및 5,166개의 유전자가 검출되었습니다.

Mezger, A. et al. High-throughput chromatin accessibility profiling at single-cell resolution. Nat. Commun. 9, 3647 (2018).
연구진은 전체 세포에서 DNA의 물리적 접근 가능성을 측정하기 위해 scATAC-sequencing을 사용하여 chromatin에 반응하는 transposon 분해효소에 대한 single-cell 기반의 분석법을 개발했다. 이 방법은 ICELL8 Single-Cell System의 open platform과 nano well의 chip을 활용하여 microfluidic systems에 비해 약 20배 높은 처리량을 나타냅니다. 이러한 고효율의 workflow로 인해, cell 당 분석 비용도 ~ 0.98 달러로 절감이 가능함을 확인하였습니다.

Tirier, S. M. et al. Pheno-seq - linking 3D phenotypes of clonal tumor spheroids to gene expression. bioRxiv 311472 (2018). doi:10.1101/311472
이 연구에서 독일 암 연구소 (DKFZ)의 연구자들은 high-throughput의 “pheno-seq” workflow 위해 ICELL8 Single-Cell System을 사용하였다. 이 시스템은 barcode가 printed된 ICELL8 nano well chip에서 single spheroid의 자동분주와 imaging을 가능하게 했습니다. 연구자가 개발 한 워크 플로우는 ICELL8 워크 플로우의 open platform의 특성을 보여 주며, 수정된 이미지 분석 및 lysis 과정은 pheno-seq 분석을 적합하게 개발되었습니다. 그들은 종양 세포의 단세포 분석 (scRNA-seq에 의해 빠진 주요 전사 물의 동정)과 비교하여 single spheroids의 profiling 이 감도를 증가 시킨다는 것을 지적하면서, transcriptional profiles과 형태학적 특징의 상관 관계를 성공적으로 입증할 수 있었다.

Aarts, M. et al. Coupling shRNA screens with single-cell RNA-seq identifies a dual role for mTOR in reprogramming-induced senescence. Genes Dev. 31, 2085-2098 (2017).
Single-Cell RNA-seq 및 shRNA 스크리닝을 병행함으로써, 후보 유전자들을 확인하고 검증할 수 있는 functional screenings의 속도를 크게 증가시킬 수 있다. 이 연구의 저자는 reprogramming에 의해 유도된 노화의 조정인자에 대하여 연구하였다. 초기 shRNA 스크리닝으로 reprogramming에 의해 유도된 노화를 우회하는 4개의 후보 유전자 (MTOR, CDKN1A, MYOT 및 UBE2E1)를 확인한 후, ICELL8 single cell system을 사용하여 4개의 후보 유전자에 대한 각각의 shRNA를 감염시킨 세포에서 RNA-seq 라이브러리를 준비했다. mTOR 억제가 세포의 reprogramming 동안 상반되는 효과를 갖는다는 것이 밝혀졌다. ICELL8 platform의 유연한 cell size 분리 및 높은 감도의 library preparation reagent가 처리된 single cell RNA-seq 데이터로부터 shRNA 식별 및 transcriptome 분석을 동시에 가능하게 하여, screening 과정에서 이러한 연구결과의 발견을 가속화하는 데 핵심적이었습니다.

Gao, R. et al. Nanogrid single-nucleus RNA sequencing reveals phenotypic diversity in breast cancer. Nat. Commun. 8, 228 (2017).
연구팀은 ICELL8 Single-Cell System을 사용하여 single cell에서 만들어진 transcriptional profiling 데이터와 암 세포주에서 얻은 nuclei(핵) 간의 강력한 일치성을 입증했습니다. transcriptome 분석을 위한 일반적인 single cell RNA-seq 프로토콜은 보존 과정이 세포막을 파괴하기 때문에 급속 냉동 보관된 조직 표본에서 추출한 암세포와 일치하지 않습니다. 핵 및 fixed frozen cells을 분리할 수 있는 ICELL8 플랫폼의 유연성을 통해 표본에서 대표적인 고품질 RNA-seq 데이터를 생성할 수 있었습니다. 이 방법은 nuclear membrane은 보통 동결 - 해동 반복에 의해 손상되지 않기 때문에, 보관 시료 작업을 위한 강력한 새로운 솔루션을 제공합니다. 이 기사에서 저자는 "핵에 대한 transcriptome profiles은 전체 세포를 대표하고, 많은 암 유전자와 신호 전달 경로를 연구하는 데 사용될 수 있다"고 기술하고 있다.

Goldstein, L. D. et al. Massively parallel nanowell-based single-cell gene expression profiling. BMC Genomics 18, 519 (2017).
이 연구에서는 배양된 세포 및 여러 조직에서 유래된 single cell의 transcriptome를 profiles하기 위해 RNA-seq을 수행하였다. ICELL8 Single-Cell System을 사용하여 연구원들은 단일 chip에서 처리된 인간과 마우스 세포의 혼합물에서 얻은 profiles로 낮은 multiplet (<3 %)을 나타나는 것과 같이 구별할 수 있었습니다. 또한, 이 실험에서 높은 단일 세포 순도 (94-97 %)로 표시되는 것처럼 최소한의 교차 오염이 관찰되었습니다. 다른 연구 결과는 마우스 췌장 섬 표본에서 대표적인 세포 유형을 구별하는 능력을 보여줍니다. 이 세포에서 높은 단일 세포 순도와 낮은 다중 분율을 보장하기 위해서는 ICELL8 platform의 empty 및 multiple cell이 분주된 well로부터 single cell만을 분리된 well을 확인하는 imaging 기능이 중요하게 작용하였다.

Hochgerner, H. et al. STRT-seq-2i: dual-index 5' single cell and nucleus RNA-seq on an addressable microwell array. Sci. Rep. 7, 16327 (2017).
연구진은 STRT-seq-2i 방법을 개발했다. 이 방법은 dual indexing이 가능한 STRT-seq 시약과 호환되는 9,600 microwell array platform이다. 첫째, 세포는 limiting dilution 또는 FACS에 의해 분류됩니다. ICELL8 Single-Cell System의 고효율의 디스펜스를 이용하여 세포를 마이크로 웰 플레이트에 분배합니다. ICELL8 시스템의 imaging 기능은 진정한 single cell이 분리된 well의 검증이 가능했습니다. 이 방법은 경쟁력있는 비용으로 STRT-seq-2를 수행할 수 있는 높은 수준의 유연성을 허용했습니다.

Wu, L. et al. Full-length single-cell RNA-seq applied to a viral human cancer: applications to HPV expression and splicing analysis in HeLa S3 cells. Gigascience 4, 51 (2015).
이 연구의 저자는 바이러스에 의해 유발된 암 세포주의 heterogeneity에 관심이 있었습니다. ICELL8 single cell system은 single cell에서 RNA를 준비하는 고효율 방법을 개발하는데 사용되었습니다. HeLa S3 세포의 시퀀싱은 유전자 발현, 선택적인 스플라이싱 및 융합과 관련하여 세포주의 광범위한 이질성을 나타냈다. 그들의 연구는 단세포 수준에서 HeLa S3 세포의 transcriptome characterization을 제공할 뿐만 아니라 바이러스 감염 세포와 암에 대한 단일 세포 RNA-seq 분석의 강력함을 입증하였다.

Kim, S. et al. Generation, transcriptome profiling, and functional validation of cone-rich human retinal organoids. PNAS 116, 10824-10833 (2019).
줄기 세포에서 유도된 organoid가 강력한 질병 모델링 도구로 떠오르고 있지만, 이러한 모델의 철저한 전사 프로파일링 및 기능적 검증은 여전히 많은 분야에서 요구되고 있다. 이 연구의 저자는 인간 macula(황반) / fovea(중심와)의 모델로 원추세포(cone-rich retinal)이 풍부한 망막 organoid를 구축하는 데 관심이 있었다. Cell 및 nuclei을 dispensing할 수 있는 ICELL8 Single Cell 시스템의 능력이 세포 및 황반의 핵 현탁액 및 scRNA-seq library 제작에 사용 되었다. 또한 system의 imaging 기능은 세포덩어리(복수의 세포) 또는 잔해물이 있는 well을 제거하면서 진정한 살아있는 단일세포 또는 단일 핵(nuclei)을 선택하기 위한 품질 관리에 활용 되었다. 8 개월 된 망막 organoid로부터 유도된 1,130개의 단일 세포의 transcriptional profiling은 현미경 분석과 일치하는 원추세포의 농축이 나타났고, organoid내에서 관찰된 세포 유형에 대한 잘 알려진 세포 특이적인 마커의 존재를 확인하였다. 또한, 단일 세포 전사체는 망막 organoid에서 일치하는 세포 유형과 인간 황반 사이에 높은 일치성을 나타낸다는 것을 확인하였다.

Krieger, T. G. et al. Modeling glioblastoma invasion using human brain organoids and single-cell transcriptomics. bioRxiv 630202 (2019).
인간 뇌 organoid는 교모세포종 세포의 전이를 연구하기 위한 scaffold로서 사용될 수 있다. 이 연구에서, 연구원들은 ICELL8 Single Cell system을 사용하여 인간 대뇌 organoid 세포와 공동 배양 전과 후의 환자 유래의 교모세포종 다형 (GBM) 세포에 대해 scRNA-seq를 수행하였다. 이것은 성장 조절, 뉴런 이동, 세포 외 분비 및 자극 반응과 관련된 유전자를 포함하여 침습 동안 4명의 환자에서 유래된 세포주 모두에서 상향 조절되는 45개의 유전자를 확인하게 하였다.

Yekelchyk, M., Guenther, S., Preussner, J. & Braun, T. Mono- and multi-nucleated ventricular cardiomyocytes constitute a transcriptionally homogenous cell population. Basic Res. Cardiol. 114, 36 (2019).
이 연구에서, Max Planck Institute for Heart and Lung Research의 과학자들은 ICELL8 Single Cell system을 사용하여 기준 조건 및 심근비대후의 단핵 및 다핵성 성인 심근 세포에서 scRNA-seq를 수행하였다. ICELL8 system은 연구자들에게 droplet 기반 시스템에서는 사용할 수 없는 두 가지 고유한 기능을 제공한다. 첫째, Dispenser의 large-bore 노즐은 다른 방법에서 적용하기 힘든 큰 single adult cardiomyocytes의 분리가 가능하였고, 둘째로, 각각의 well에서의 단일세포를 이미지화하고 sequencing 데이터를 well에 분주된 세포와 다시 연결할 수 있는 독특한 능력을 통해 연구자들은 비생물학적 요인으로 손상된 세포를 식별할 수 있었다. scRNA-seq는 단핵(mono) 및 다핵(multi)성 막대모양의 성인cardiomyocytes가 기준 조건 하에서 유사한 전사체를 갖지만, 심근비대에 노출된 후에는 이 균질성이 상실된다는 것을 밝혀냈다.