单细胞转录组测序技术在EBV感染宿主的研究中的应用
EB病毒(epstein-barr virus,EBV)属于γ疱疹病毒亚家族,是9种已被确认的仅感染人类的病毒之一。EBV可导致传染性单核细胞增多症,与鼻咽癌、淋巴癌、口腔腺体肿瘤等多种疾病存在密切的关系。随着单细胞技术的持续发展,目前,在病毒与宿主互作研究中得到了有效的应用。
北京大学生物医学前沿创新中心、生命科学学院白凡研究员团队与中山大学肿瘤防治中心曾木圣/钟茜教授团队合作在20年9月在Cell Research杂志上发表了文章“Single-cell transcriptomic analysis defines the interplay between tumor cells, virus infection, and the microenvironment in nasopharyngeal carcinoma”。在该篇文章中研究人员对19个EBV NPC和7个非恶性鼻咽活检组织的约104,000个细胞进行了单细胞RNA测序,同时分析了恶性细胞、EBV、基质细胞和免疫细胞的转录组,发现了恶性细胞的上皮-免疫双重特征,并且与预后不良有关。功能实验表明,具有这种双重特征的肿瘤细胞表现出更高的肿瘤发生能力。文章还使用单细胞全转录组的方法研究了NPC16,NPC17和NPC36样本的EBV基因共表达的情况。研究人员在单细胞分辨率下探索了恶性细胞中潜在的宿主病毒串扰,发现EBV基因BNLF2a/2b的表达与免疫反应相关的宿主基因高度相关,包括NPC16中的C3和CFH,NPC17中的OASL和ISG20,以及NPC36中的IFTM1和SERPING1等(图S2d)。
上述的研究成果加深了我们对恶性细胞、EBV、基质细胞和免疫细胞的相互作用的认识,但同时我们看到,通过上述的单细胞转录组可看到对潜伏期表达的EBNAs,EBERs的覆盖水平极低,近期,新格元开发了FocuSCOPE™ Single Cell mRNA×EBV Library Kit,针对EB病毒基因转录本进行靶向捕获和单细胞转录组同步检测,主要针对EBNA1、EBNA2、EBER1、EBER2、ZEBRA等设计捕获靶点,有效地在单细胞水平上对病毒靶基因进行有效覆盖,对宿主细胞的病毒分布及含量做出精准评估,为在单细胞水平上检测EB病毒基因表达信息;为临床及科研有关EB病毒基因与宿主基因调控研究、EB病毒成瘤机制探究等方面提供新格元方案。
为验证FocuSCOPE™ Single Cell mRNA×EBV Library Kit的检测性能,我们测试了Raji和小鼠骨髓混合后检测,其中RAJI含EB病毒感染,小鼠骨髓不含EB病毒感染。使用FocuSCOPE™ Single Cell mRNA×EBV Library Kit完成试验后对样本进行聚类分析,结果显示能够准确地检测Raji细胞的EBV病毒分布,如下图所示。
应用场景
基于新格元FocuSCOPE™单细胞EB病毒基因检测试剂盒可以在细胞异质性和EB相关基因表达方面进一步解析EB病毒感染机制。其优势如下:
提升EB病毒相关基因的检测水平
同等测序通量可获得更多感兴趣EBV病毒基因位点信息
获得EB病毒位点具体细胞类型分布
针对感兴趣的细胞类型进行系统性研究(代谢通路研究,细胞比例研究等)
结合新格元从细胞裂解到数据分析的单细胞EB病毒基因检测解决方案,可以应用到如下几方面:
不同供体和细胞类型对EB病毒感染的敏感性
以EBV作为生物标记物诊断和评估肿瘤扩散及治疗监测
器官移植和免疫缺陷疾病患者的EBV相关疾病的监测等
参考文献
Single-cell transcriptomic analysis defines the interplay between tumor cells, viral infection, and the microenvironment in nasopharyngeal carcinoma.