单细胞RNA测序（scRNA-seq）是一种突破性的技术，让科学家能够分析混合群体中单个细胞的基因表达。scRNA-seq捕获单个细胞的RNA，并在多次分子转换反应后对其进行测序。由于RNA是从基因（DNA）到蛋白质的中间阶段，它反映了特定细胞中哪些基因是活跃的，哪些是不活跃的。

scRNA-seq能够同时分析数千个基因，捕获细胞基因组中所有基因的活动，因此已经成为定义细胞状态和表型的金标准。这种数据可以揭示细胞群中罕见的细胞类型，甚至是以往从未见过的细胞类型。

同时，scRNA-seq不仅是基础生物学研究的工具；它还被广泛应用于医学和药理学研究，因为它能够识别组织中的哪些细胞积极分裂，或哪些细胞对特定的药物或疗法有应答。

瑞士洛桑联邦理工学院的Bart Deplancke教授称：“这些单细胞方法已经改变了我们解析细胞性质的能力。不过，目前的问题是它们通常适用于大量细胞。”这个问题可不容小觑，因为scRNA-seq方法至少需要1000个细胞才能进行有效测定。

Deplancke实验室中的成员Johannes Bues博士补充说：“这就造成了在处理少量样本（比如少量组织或活检样本）时效率低下，成本高昂，人们往往通过加入大量样本来解决问题，却会产生混乱的镶嵌细胞读数。”

DisCo解决方案

Deplancke领导的研究团队现在开发出一种新的方法，让scRNA-seq能够有效地处理细胞数量较少的样本。这种方法于本周发表在《Nature Methods》杂志上，被命名为“DisCo”，意思是“确定性的mRNA捕获珠和细胞共封装的液滴系统”。

与通常依赖被动细胞捕获的单细胞方法不同，DisCo通过机器视觉来主动检测细胞，并将它们捕获在油滴和微珠中。这种方法可以实现连续操作，使得细胞样本的扩展处理和串行处理更加经济实惠。

他们的研究表明，DisCo具有精确定位颗粒和细胞的能力，并通过机器视觉和多层微流控技术来控制液滴分选。因此，人们能够以>70%的高捕获效率连续处理低起始量的单细胞悬浮液，速度可达每小时350个细胞。

为了进一步展示Disco的独特功能，研究人员在果蝇的小型化学感觉器官以及单个肠道隐窝和类器官上进行了测试。类器官是在培养皿中生长的微型组织，与真正的器官非常相似。这也是洛桑联邦理工学院近年来积极探索的领域。

研究人员利用DisCo来分析31个处于不同发育阶段的肠道类器官。这种方法描绘出一幅奇妙的图像，显示了广泛的类器官异质性，并检测到各种不同亚型（包括一个再生的胎儿样Ly6a+干细胞群），其中一些亚型以前从未被发现。

Deplancke表示：“我们的研究工作证明了DisCo的独特能力，它能够提供小型个体组织中细胞异质性的高分辨率快照。”

原文检索

Bues, J., Biočanin, M., Pezoldt, J. et al. Deterministic scRNA-seq captures variation in intestinal crypt and organoid composition. Nat Methods (2022).