Name: multiplexed single cell mrna sequencing analysis of mouse embryonic cells
Uploaded: 2020-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multiplexed Single Cell mRNA Sequencing Analysis of Mouse Embryonic Cells at JoVE.com

Dr. Zev J. Gartner laboratuvarından David M. Patterson ve Christopher S. McGinnis'e lipid bazlı barkodlama reaktifleri ve deneysel adımlar ve veri analizi önerileri için teşekkür ederiz. Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (HL13347202) tarafından kurulmuştur.

Hayvan prosedürü Pittsburgh Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) uyarınca.
1. Fare Embriyonik Kalp Diseksiyonu ve Tek Hücresüspansiyon Hazırlığı
NOT: Bu adım, diseksiyon yapılacak embriyo sayısına bağlı olarak birkaç saat sürebilir.
<ol><li>E18.5 embriyonik kalpleri elde etmek için, CO2 uygulaması ile hamile bir CD1 fare ötenazi. Karın bölgesinde istenmeyen saç kaldırmak ve% 70 etanol ile cilt dezenf...

<ol>
	<li>Raj, A., Van Den Bogaard, P., Rifkin, S. A., Van Oudenaarden, A., Tyagi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+individual+mRNA+molecules+using+multiple+singly+labeled+probes.">Imaging individual mRNA molecules using multiple singly labeled probes.</a> Nature Methods. 5 (10), 877 (2008).</li><li>Tang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=mRNA-Seq+whole-transcriptome+analysis+of+a+single+cell.">mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a single cell.</a> Nature Methods. 6 (5), 377 (2009).</li><li>Li, G., Plonowska, K., Kuppusamy, R., Sturzu, A., Wu, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+cardiovascular+lineage+descendants+at+single-cell+resolution.">Identification of cardiovascular lineage descendants at single-cell resolution.</a> Development. 142 (5), 846-857 (2015).</li><li>DeLaughter, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+resolution+of+temporal+gene+expression+during+heart+development.">Single-cell resolution of temporal gene expression during heart development.</a> Developmental Cell. 39 (4), 480-490 (2016).</li><li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+cell+expression+analysis+reveals+anatomical+and+cell+cycle-dependent+transcriptional+shifts+during+heart+development.">Single cell expression analysis reveals anatomical and cell cycle-dependent transcriptional shifts during heart development.</a> Development. 146 (12), dev173476 (2019).</li><li>Meilhac, S. M., Buckingham, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+deployment+of+cell+lineages+that+form+the+mammalian+heart.">The deployment of cell lineages that form the mammalian heart.</a> Nature Reviews Cardiology. 1, (2018).</li><li>Liu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+transcriptomics+reconstructs+fate+conversion+from+fibroblast+to+cardiomyocyte.">Single-cell transcriptomics reconstructs fate conversion from fibroblast to cardiomyocyte.</a> Nature. 551 (7678), 100 (2017).</li><li>Lafzi, A., Moutinho, C., Picelli, S., Heyn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tutorial:+guidelines+for+the+experimental+design+of+single-cell+RNA+sequencing+studies.">Tutorial: guidelines for the experimental design of single-cell RNA sequencing studies.</a> Nature Protocols. 1, (2018).</li><li>The Tabula Muris Consortium. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+transcriptomics+of+20+mouse+organs+creates+a+Tabula+Muris.">Single-cell transcriptomics of 20 mouse organs creates a Tabula Muris.</a> Nature. 562 (7727), 367 (2018).</li><li>Gawad, C., Koh, W., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+genome+sequencing:+current+state+of+the+science.">Single-cell genome sequencing: current state of the science.</a> Nature Reviews Genetics. 17 (3), 175 (2016).</li><li>Gr&#252;n, D., van Oudenaarden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+analysis+of+single-cell+sequencing+experiments.">Design and analysis of single-cell sequencing experiments.</a> Cell. 163 (4), 799-810 (2015).</li><li>Ziegenhain, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+single-cell+RNA+sequencing+methods.">Comparative analysis of single-cell RNA sequencing methods.</a> Molecular cell. 65 (4), 631-643 (2017).</li><li>Hashimshony, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CEL-Seq2:+sensitive+highly-multiplexed+single-cell+RNA-Seq.">CEL-Seq2: sensitive highly-multiplexed single-cell RNA-Seq.</a> Genome Biology. 17 (1), 77 (2016).</li><li>Islam, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+single-cell+transcriptional+landscape+by+highly+multiplex+RNA-seq.">Characterization of the single-cell transcriptional landscape by highly multiplex RNA-seq.</a> Genome Research. 21 (7), 1160-1167 (2011).</li><li>Macosko, E. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+parallel+genome-wide+expression+profiling+of+individual+cells+using+nanoliter+droplets.">Highly parallel genome-wide expression profiling of individual cells using nanoliter droplets.</a> Cell. 161 (5), 1202-1214 (2015).</li><li>Klein, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+barcoding+for+single-cell+transcriptomics+applied+to+embryonic+stem+cells.">Droplet barcoding for single-cell transcriptomics applied to embryonic stem cells.</a> Cell. 161 (5), 1187-1201 (2015).</li><li>. Library Prep -Single Cell Gene Expression -Official 10x Genomics Support Available from: <a target="_blank" href="https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/library-prep">https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/library-prep</a> (2018)</li><li>McGinnis, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MULTI-seq:+sample+multiplexing+for+single-cell+RNA+sequencing+using+lipid-tagged+indices.">MULTI-seq: sample multiplexing for single-cell RNA sequencing using lipid-tagged indices.</a> Nature Methods. 1, (2019).</li><li>Stoeckius, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+hashing+with+barcoded+antibodies+enables+multiplexing+and+doublet+detection+for+single+cell+genomics.">Cell hashing with barcoded antibodies enables multiplexing and doublet detection for single cell genomics.</a> Genome Biology. 19 (1), 224 (2018).</li><li>Chan, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+recording+of+mammalian+embryogenesis.">Molecular recording of mammalian embryogenesis.</a> Nature. 570 (7759), 77-82 (2019).</li><li>. Agilent 4200 TapeStation System Available from: <a target="_blank" href="https://www.agilent.com/cs/library/datasheets/public/5991-6029EN.pdf">https://www.agilent.com/cs/library/datasheets/public/5991-6029EN.pdf</a> (2019)</li><li>. SPRIselect User Guide Available from: <a target="_blank" href="https://research.fhcrc.org/content/dam/stripe/hahn/methods/mol_biol/SPRIselect%20User%20Guide.pdf">https://research.fhcrc.org/content/dam/stripe/hahn/methods/mol_biol/SPRIselect%20User%20Guide.pdf</a> (2012)</li><li>. Qubit 4 Fluorometer User Guide Available from: <a target="_blank" href="https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/manuals/MAN0017209_Qubit_4_Fluorometer_UG.pdf">https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/manuals/MAN0017209_Qubit_4_Fluorometer_UG.pdf</a> (2018)</li><li>. Agilent High Sensitivity DNA Kit Guide Available from: <a target="_blank" href="https://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/public/High%20Sensitivity_DNA_KG.pdf">https://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/public/High%20Sensitivity_DNA_KG.pdf</a> (2016)</li><li>Butler, A., Hoffman, P., Smibert, P., Papalexi, E., Satija, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+single-cell+transcriptomic+data+across+different+conditions,+technologies,+and+species.">Integrating single-cell transcriptomic data across different conditions, technologies, and species.</a> Nature Biotechnology. 36 (5), 411 (2018).</li><li>Weber, R. J., Liang, S. I., Selden, N. S., Desai, T. A., Gartner, Z. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+targeting+of+fatty-acid+modified+oligonucleotides+to+live+cell+membranes+through+stepwise+assembly.">Efficient targeting of fatty-acid modified oligonucleotides to live cell membranes through stepwise assembly.</a> Biomacromolecules. 15 (12), 4621-4626 (2014).</li><li>. Single Cell Protocols Cell Preparation Guide Available from: <a target="_blank" href="https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/sample-prep">https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/sample-prep</a> (2017)</li></ol>

Bu çalışmada, tek hücreli transkripsiyonel profilleri analiz etmek için bir protokol gösterdik. Ayrıca scRNA-Seq iş akışında multipleks örneklerine iki isteğe bağlı yöntem sunduk. Her iki yöntem çeşitli laboratuvarlarda uygulanabilir olduğunu kanıtlamıştır ve maliyet-etkin ve toplu etkisiz tek hücreli deney18çalıştırmak için çözümler sağladı,26.
Protokolden geçerken dikkatle uyulması gereken birkaç...

Her bir hücrenin transkripsiyon profili embriyonik gelişim sırasında hücre popülasyonları arasında değişir. Tek moleküler in situ hibridizasyon genlerin az sayıda ekspresyonu görselleştirmek için kullanılabilir rağmen1, tek hücreli mRNA sıralama (scRNA-Seq) tek hücrelerde genlerin genom çapında ifade desenleri göstermek için tarafsız bir yaklaşım sağlar. İlk olarak 2009 yılında yayınlandıktan sonra2, scRNA-Seq son yıllarda birden fazla gelişim aşamasında birden fazla doku çalışması için uygulanmıştır3,4,5. Ayrıca, insan hücre atlası son zamanlarda gelişimodaklı projelerini başlattığı için, yakın gelecekte insan embriyonik dokularından daha fazla tek hücre verisi oluşturulması beklenmektedir.
Geliştirmek için ilk organ olarak kalp embriyonik gelişiminde kritik bir rol oynar. Kalp birden fazla hücre tiplerinden oluşur ve her hücre tipinin gelişimi zamansal ve mekansal olarak sıkı bir şekilde düzenlenir. Son birkaç yıl içinde, erken gelişim aşamalarında kardiyak hücrelerin kökeni ve hücre soyu karakterize edilmiştir6, konjenital kalp hastalığı patogenezini anlamak için muazzam bir yararlı navigasyon aracı sağlamak, hem de kardiyomiyosit rejenerasyon teşvik etmek için daha teknolojik olarak gelişmiş yöntemler geliştirmek için7.
ScRNA-Seq son yıllarda hızlı bir genişleme uğramıştır8,9,10. Yeni geliştirilen yöntemlerle, tek hücreli deneylerin tasarımı ve analizi daha ulaşılabilir hale gelmiştir11,12,13,14. Burada sunulan yöntem damlacık çözümlerine dayalı ticari bir prosedürdür (bkz. Malzeme Tablosu)15,16. Bu yöntem, mikroakışkan kontrol sisteminin kontrolü altında bir yağ-su emülsiyon damlacık hücreleri ve benzersiz barkodlu boncuk setleri yakalama özellikleri. Damlacıklara hücre yükleme hızı son derece düşüktür, böylece damlacık emülsiyonlarının çoğu sadece bir hücre içerir17. Prosedürün dahice tasarımı, tek hücreli tek hücreli emülsiyonların barkodlama ile eş zamanlı olarak meydana gelmesinden gelir ve bu da heterojen bir popülasyonda RNA-Seq kullanan hücrelerin paralel analizini sağlar.
Çoklama stratejilerinin birleştirilmesi, geleneksel tek hücreli iş akışı13,14'eyapılan önemli eklemelerden biridir. Bu ek hücre doublets atarak çok yararlıdır, deneysel maliyetleri azaltmak, ve toplu etkileri ortadan kaldırarak18,19. Lipid bazlı barkodlama stratejisi ve antikor bazlı barkodlama stratejisi (bkz. Malzemeler Tablosu)çoğunlukla kullanılan iki çokluk yöntemidir. Her iki yöntemde de her örneği etiketlemek için belirli barkodlar kullanılır ve etiketli örnekler daha sonra tek hücre yakalama, kitaplık hazırlama ve sıralama için karıştırılır. Daha sonra, havuzlu sıralama verileri barkod dizileri analiz edilerek ayrılabilir (Şekil 1)19. Ancak, iki yöntem arasında önemli farklılıklar vardır. Lipid bazlı barkodlama stratejisi herhangi bir hücre tipi tercihleri olduğu tespit edilmemiştir lipid-modifiye oligonükleotidler dayanmaktadır. Antikor tabanlı barkodlama stratejisi sadece antijen proteinleri ifade hücreleri tespit ederken19,20. Buna ek olarak, lipidler leke için yaklaşık 10 dakika sürer ama 40 dk antikorlar leke(Şekil 1). Ayrıca, lipid modifiye oligonükleotidler antikor-konjuge oligonükleotidler daha ucuz ama ticari olarak bu makalenin yazıldığı anda mevcut değildir. Son olarak, lipid tabanlı strateji bir deneyde 96 örneği çok katlayabilir, ancak antikor tabanlı strateji şu anda sadece 12 örneği çok katlayabilir.
Tek bir deneyde multipleks için önerilen hücre numarası 2,5 x 104daha düşük olmalıdır , aksi takdirde, hücre doublets ve potansiyel ortam mRNA kontaminasyon yüksek bir yüzdesi yol açacaktır. Çoklama stratejileri sayesinde, tek hücre yakalama, cDNA oluşturma ve birden fazla örnek için kitaplık hazırlama maliyeti bir örnek maliyetine düşürülür, ancak sıralama maliyeti aynı kalır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10% Tween-20</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1610781</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x Chip Holder</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>120252 330019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x Chromium Controller</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>120223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x Magnetic Separator</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>120250 230003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x Vortex Adapter</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>330002, 120251</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x Vortex Clip</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>120253 230002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4200 TapeStation System</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>G2991AA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent High Sensitivity DNA Kit</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5067-4626</td>
			<td>University of Pittsburgh Health Sciences Sequencing Core</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barcode Oligo</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>Single-stranded DNA</td>
			<td>25 nmol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffer EB</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>19086</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CD1 mice</td>
			<td>Chales River</td>
			<td>Strain Code 022</td>
			<td>ordered pregnant mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge 5424R</td>
			<td>Appendorf</td>
			<td>2231000214</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Chip B Single Cell Kit, 48 rxns</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>1000073</td>
			<td>Store at ambient temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium i7 Multiplex Kit, 96 rxns</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>120262</td>
			<td>Store at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Single Cell 3&#39; GEM Kit v3,4 rxns</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>1000094</td>
			<td>Store at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Single Cell 3&#39; Library Kit v3</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>1000095</td>
			<td>Store at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium Single Cell 3&#39; v3 Gel Beads</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>2000059</td>
			<td>Store at -80 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase A</td>
			<td>Sigma/Millipore</td>
			<td>10103578001</td>
			<td>Store powder at 4 &#176;C, store at -20 &#176;C after it dissolves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase B</td>
			<td>Sigma/Millipore</td>
			<td>11088807001</td>
			<td>Store powder at 4 &#176;C, store at -20 &#176;C after it dissolves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D1000 ScreenTape</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5067-5582</td>
			<td>University of Pittsburgh Health Sciences Sequencing Core</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA LoBind Tube Microcentrifuge Tube, 1.5 mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022431021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA LoBind Tube Microcentrifuge Tube, 2.0 mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>022431048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dynabeads MyOne SILANE</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>2000048</td>
			<td>Store at 4 &#176;C, used in Beads Cleanup Mix (Table 1)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DynaMag-2 Magnet</td>
			<td>Theromo Scientific</td>
			<td>12321D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, Pure (200 Proof, anhydrous)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E7023-500mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 15mL High Clarity PP Centrifuge Tube</td>
			<td>Corning Cellgro</td>
			<td>14-959-70C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 50mL High Clarity PP Centrifuge Tube</td>
			<td>Corning Cellgro</td>
			<td>14-959-49A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum, qualified, United States</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>26140079</td>
			<td>Store at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finnpipette F1 Multichannel Pipettes, 10-100&#956;l</td>
			<td>Theromo Scientific</td>
			<td>4661020N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finnpipette F1 Multichannel Pipettes, 1-10&#956;l</td>
			<td>Theromo Scientific</td>
			<td>4661000N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowmi Cell Strainer</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>BAH136800040</td>
			<td>Porosity 40 &#956;m, for 1000 uL Pipette Tips, pack of 50 each</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerin (Glycerol), 50% (v/v)</td>
			<td>Ricca Chemical Company</td>
			<td>3290-32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS, no calcium, no magnesium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>14170112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human TruStain FcX (Fc Receptor Blocking Solution)</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>422301</td>
			<td>Add 5 &#181;l of Human TruStain FcX per million cells in 100 &#181;l staining volume</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol (IPA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A464-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kapa HiFi HotStart ReadyMix (2X)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC0295239</td>
			<td>Store at -20 &#176;C, used in Lipid-tagged barcode library mix (Table 1)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipid Barcode Primer (Multi-seq Primer)</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>Single-stranded DNA</td>
			<td>100 nmol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low TE Buffer (10 mM Tris-HCl pH 8.0, 0.1 mM EDTA)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>12090-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MasterCycler Pro</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>950W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclease-Free Water (Ambion)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>AM9937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR Tubes 0.2 ml 8-tube strips</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>951010022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-Buffered Saline (PBS) 1X without calcium &#38; magnesium</td>
			<td>Corning Cellgro</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-Buffered Saline (PBS) with 10% Bovine Albumin (alternative to Thermo Fisher product)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>SRE0036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipet 4-pack (0.1&#8211;2.5&#956;L, 0.5-10&#956;L, 10&#8211;100&#956;L, 100&#8211;1,000&#956;L variable-volume pipettes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-403-151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Selection reagent (SPRIselect Reagent Kit)</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>B23318 (60ml)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Template Switch Oligo</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td>3000228</td>
			<td>Store at -20 &#176;C, used in Master Mix (Table 1)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The antibody based barcoding strategy is also known as Cell Hashing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The cell browser is Loup Cell Browser</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/software/visualization/latest/what-is-loupe-cell-browser" target="_blank">https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/software/visualization/latest/what-is-loupe-cell-browser</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The commercial available analysis pipline in step 8.1 is Cell Ranger</td>
			<td>10x Genomics</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/software/pipelines/latest/what-is-cell-ranger" target="_blank">https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/software/pipelines/latest/what-is-cell-ranger</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The lipid based barcoding strategy is also known as MULTI-seq</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The well maintained R platform is Seurat V3</td>
			<td>satijalab</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://satijalab.org/seurat/" target="_blank">https://satijalab.org/seurat/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TipOne RPT 0.1-10/20 ul XL ultra low retention filter pipet tip</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1180-3710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TipOne RPT 1000 ul XL ultra low retention filter pipet tip</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1182-1730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TipOne RPT 200 ul ultra low retention filter pipet tip</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1180-8710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TotalSeq-A0301 anti-mouse Hashtag 1 Antibody</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>155801</td>
			<td>0.1 - 1.0 &#181;g of antibody in 100 &#181;l of staining buffer for every 1 million cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TotalSeq-A0302 anti-mouse Hashtag 2 Antibody</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>155803</td>
			<td>0.1 - 1.0 &#181;g of antibody in 100 &#181;l of staining buffer for every 1 million cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TotalSeq-A0302 anti-mouse Hashtag 3 Antibody</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>155805</td>
			<td>0.1 - 1.0 &#181;g of antibody in 100 &#181;l of staining buffer for every 1 million cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrueSeq RPI primer</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>Single-stranded DNA</td>
			<td>100 nmol, used in Lipid-tagged barcode library mix (Table 1)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue Solution, 0.4%</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15250061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>25200-056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal I5</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>Single-stranded DNA</td>
			<td>100 nmol</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multiplexed single cell mrna sequencing analysis of mouse embryonic cells

Tek hücreli mRNA dizilimi son birkaç yılda önemli ilerlemeler kaydetmiştir ve gelişim biyolojisi alanında önemli bir araç haline gelmiştir. Nadir hücre popülasyonlarını belirlemek, yeni işaretgenleri keşfetmek ve mekansal ve zamansal gelişimsel bilgileri çözmek için başarıyla kullanılmıştır. Tek hücreli yöntem de son iki ila üç yıl içinde damlacık tabanlı çözümler mikroakışkan bazlı Fluidigm C1 teknolojisi gelişti. Burada damlacık tabanlı scRNA-Seq yöntemini kullanarak fare embriyonik doku hücrelerinin profilini göstermek için bir örnek olarak kalp kullanılır. Buna ek olarak, tek bir deneyde birden fazla örneği profillemek için iş akışına iki strateji entegre ettik. Entegre yöntemlerden birini kullanarak, aynı anda sekiz kalp örneğinden 9.000'den fazla hücrenin profilini çıkarmış olduk. Bu yöntemler, farklı genetik geçmişlerden, gelişim evrelerinden veya anatomik konumlardan tek hücreleri aynı anda profillemek için uygun maliyetli bir yol sağlayarak gelişimbiyolojisi alanında değerli olacaktır.

Bu çalışmada, bir organın ayrı bölgelerinden farklı örnekleri aynı anda işlemek için çok katlı tek hücreli mRNA sıralamasının nasıl yapıldığını sergilemek için fare embriyonik kalbi örnek olarak kullandık. E18.5 CD1 fare kalpleri izole edildi ve sol atriyum (LA), sağ atriyum (RA), sol ventrikül (LV) ve sağ ventrikül (RV) içine kesildi. Atriyal ve ventriküler hücreler daha sonra lipit bazlı barkodlama prosedürü kullanılarak bağımsız olarak barkodland...

Watch this Scientific Journal Video about Multiplexed Single Cell mRNA Sequencing Analysis of Mouse Embryonic Cells at JoVE.com

Multiplexed Single Cell mRNA Sequencing Analysis of Mouse Embryonic Cells

Burada fare embriyonik dokularında gen ekspresyonunu profillemek için çok katlı tek hücreli mRNA dizileme yöntemi ni sunduk. Damlacık tabanlı tek hücreli mRNA dizileme (scRNA-Seq) yöntem çoklama stratejileri ile birlikte aynı anda birden fazla örnekten tek hücre profili olabilir, hangi önemli ölçüde reaktif maliyetlerini azaltır ve deneysel toplu etkileri en aza indirir.

Fare Embriyonik Hücrelerinin Çok katlı Tek Hücreli mRNA Sıralama Analizi

Single cell mRNA sequencing has made significant progress in the last several years and has become an important tool in the field of developmental ...

Tek hücreli mRNA dizilimi, biyolojik süreçleri tek hücre düzeyinde anlamak için yaygın olarak kullanılır. Çoklama stratejilerinin ortaya çıkışı, tek bir deneyde birden fazla örneğin profilini çıkarmasına izin vererek, maliyeti önemli ölçüde azaltarak ve toplu iş etkilerinden kaçınarak amplifikasyonlarını daha da genişletmiştir. Prosedürü gösteren Wei Feng, bir postdoc ve Andrew Przysinda, benim laboratuvar bir teknisyen olacaktır.Saydıktan sonra, embriyonik gün 18.5 kalp odalarından izole hücreleri beş kez 10 beşinci aliquots bölün ve yıkama başına taze PBS ile hücreleri iki kez yıkayın. Numune başına 180 mikrolitre PBS'deki peletleri yeniden askıya alın ve her tüpe nazik karıştırma ile 20 mikrolitre çapa barkod stok çözeltisi ekleyin. Buz üzerinde beş dakikalık bir kuluçka sonra, yıkama başına% 1 sığır serum albumin ile takviye soğuk PBS bir mililitre ile üç kez yıkamadan önce buz üzerinde ek bir beş dakikalık kuluçka için nazik karıştırma ile her tüp için co-çapa barkod stok çözüm 20 mikrolitre ekleyin, sonra tüp başına bir 40 mikrometre hücresüz ile yeni tüpler içine örnekleri filtre.Sayma sonra, bir yonga tutucu içine çip B monte, sonra satır bir kullanılmayan kuyulara bir% 50 gliserol çözeltisi 75 mikrolitre ekleyin, satır iki kullanılmayan kuyulara 40 mikrolitre, ve 280 mikrolitre satır üç kullanılmayan kuyulara. Burada prosedürü göstermek için bir eğitim çipi kullanıldığını unutmayın. Nazik pipetleme ile ana karışıma uygun hücre süspansiyon hacmini ve nükleaz içermeyen suyu ekleyin.Kabarcıklar olmadan satır bir de örnek alt merkezine elde edilen hücre çözeltisi 75 mikrolitre ekleyin. Girdap jel boncuk 30 saniye boyunca yavaş yavaş kabarcıklar olmadan satır iki jel boncuk alt merkezine boncuk 40 mikrolitre eklemeden önce. Üç sıra halinde bölümleme yağının yanaklarından 280 mikrolitre bölümleme yağı ekleyin.Contanın üzerine bastırmadan ve contanın ıslatılmasından kaçınmak için contayı yatay tutmadan contayı çipe takın. Monte edilen çipi krom denetleyiciye conta ile yükleyin ve krom tek hücreli B programını çalıştırın. Ekran eğitim çipi için krom eğitimi gösterir ama gerçek deneyler için ekran krom tek hücreli B.Program tamamlandığında, hemen çip ivedi ve conta atın görüntüler unutmayın.45 derecelik bir açıyla kuyuları ortaya çıkarmak için kapağı geri katlayın ve tıkanıklık olmadığından emin olmak için sıvı seviyelerini kontrol edin. Yavaş yavaş iyi kurtarma en düşük noktalarından emülsiyon jel boncuk 100 mikrolitre aspire ve boncuk tekdüzelik kontrol edin. Emülsifiye boncukları yeni bir PCR tüpünün duvarından buza dağıtın ve tüpü ters transkripsiyon için bir termal döngüye yerleştirin.CDNA'yı amplifikasyona hazırlamak için, numuneye oda sıcaklığında 125 mikrolitre geri kazanım maddesi ekleyin. Hiçbir opak sıvı gözlenmeli ve pipetleme veya girdap kaçının. Geri kazanım maddesini tüpün altından yavaşça çıkarmadan önce 60 saniye bekleyin ve numuneye 200 mikrolitre girdap boncuk temizleme karışımı ekleyin.Pipet oda sıcaklığında 10 dakika kuluçkadan önce karışımı 10 kez. Daha sonra, yüksek konumda bir mıknatıs üzerine örnekleri yerleştirin. Çözelti temizlendiğinde, süpernatant çıkarın ve pelet için% 80 etanol 200 mikrolitre ekleyin.30 saniye sonra, etanol çıkarın ve iki kez daha yıkama tekrarlayın. Son yıkamadan sonra, numuneyi kısa bir süre santrifüj edin ve numunenin iki dakikadan daha az kurumasını sağlamak için tüpü mıknatısın üzerine düşük pozisyonda yerleştirin. Numune kuruduğunda, tüpü mıknatıstan çıkarın ve 35,5 mikrolitre taze hazırlanmış elüsyon çözeltisi ekleyin.Oda sıcaklığında iki dakikalık bir kuluçkadan sonra, numunenin 35 mikrolitresini yeni bir tüp şeridine aktarmadan önce çözelti temize çıkıncaya kadar numuneyi mıknatısın üzerine yerleştirin. Lipid bazlı barkodlama stratejisini kullanarak cDNA amplifikasyonu için, 35 mikrolitrelik cDNA örneklerine kısa bir süre santrifüj den önce iyice karıştırılarak amplifikasyon reaksiyon karışımı ekleyin. Spinin sonunda, uygun cDNA amplifikasyon işlemini takiben numuneyi termal döngüye alın.100 mikrolitre numuneye 120 mikrolitre seçip ve 100 mikrolitre ultrasaf su ekleyin ve elde edilen 0,6x seçicirekara 15 kez pipet ekleyin. Oda sıcaklığında beş dakikalık bir kuluçkadan sonra, çözelti netleşene kadar numuneyi mıknatısın üzerine yerleştirin. Barkodlu cDNA kitaplığı yapımı için süpernatant'ı 1,5 mililitrelik düşük bağlama tüpüne aktarın.Supernatant içeriği barkodlu cDNA ve temel içeriği endojen cDNA monte olarak hem supernatants ve baz kaydetmek için unutmayın. Endojen cDNA'yı %80 etanol ile temizleyin ve DNA'yı 40 mikrolitre elüsyon tamponuyla temizleyin, sonra endojen bir transkript kitaplığı hazırlamadan önce endojen cDNA'nın kalite kontrol kontrolünü çalıştırın. CDNA konsantrasyonu kütüphane inşaatından önce ölçülmeli ve kalifiye olmalıdır.Endojen cDNA ve barkod kütüphaneleri de dahil olmak üzere inşa edilmiş kütüphaneler de sıralamadan önce ölçülmeli ve kalifiye edilmelidir. Sıralamadan sonra, barkod ifadesi her bir hücrede çözümlenebilir. Örneğin, bu analizde sekiz farklı örnekteki hücreleri temsil eden bir barkod türünü benzersiz olarak ifade eden sekiz tek hücre grubu gözlenmiştir.Buna ek olarak, bazı hücreler herhangi bir barkod ifade etmedi ve bu nedenle negatif hücreler olarak tanımlanan, diğer hücreler çift temsil eden iki farklı barkod ifade ederken. Tek hücre kullanılarak, hücresel heterojenite ve moleküler düzenlemeler hücre tipi ek gösterimi, yeni ve nadir hücre tipi tanımlama, anatomik zon karşılaştırmalı analiz ve hücre döngüsü faz ayırmaları gibi gen ontoloji yol analizi ile değerlendirilebilir. Eğer yapabilirseniz emülsiyon jel boncuk görüntü yararlıdır, bir görüntü prosedürü bu noktaya kadar başarılı olup olmadığını size söyleyecektir gibi.Örnek çoklama, denemelerinizi tasarlamada büyük esneklik sağlar. Bu gösteriyi izledikten sonra, umarım kendi deneylerinizi başlatma konusunda daha emin olursunuz.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Analysis of Cardiomyocyte Development using Immunofluorescence in Embryonic Mouse Heart

Embriyonik Fare Heart Immunofluorescence kullanarak kardiyomiyosit Geliştirme Analizi

During heart development, the generation of myocardial-specific structural and functional units including sarcomeres, contractile myofibrils, intercalated ...

Generating CRISPR/Cas9 Mediated Monoallelic Deletions to Study Enhancer Function in Mouse Embryonic Stem Cells

Yaratma CRISPR / Cas9 aracılığı monoallelik Delesyonlar Fare Embriyonik Kök Hücreleri Artırıcı Fonksiyonu Eğitim için

Enhancers control cell identity by regulating tissue-specific gene expression in a position and orientation independent manner. These enhancers are often ...

Isolation of Murine Embryonic Hemogenic Endothelial Cells

Fare Embriyonik Hemogenic endotel hücrelerinin izolasyonu

The specification of hemogenic endothelial cells from embryonic vascular endothelium occurs during brief developmental periods within distinct tissues, ...

Imaging Cleared Embryonic and Postnatal Hearts at Single-cell Resolution

Görüntüleme Tek hücreli Çözünürlük embriyonik ve Postnatal Kalpleri Temizlendi

Single clonal tracing and analysis at the whole-heart level can determine cardiac progenitor cell behavior and differentiation during cardiac development, ...

Analysis of Retinoic Acid-induced Neural Differentiation of Mouse Embryonic Stem Cells in Two and Three-dimensional Embryoid Bodies

İki ve Üç boyutlu Embriyoid Oluşumu Fare Embriyonik Kök Hücreler Retinoik Asit kaynaklı sinir Farklılaşma analizi

Mouse embryonic stem cells (ESCs) isolated from the inner mass of the blastocyst (typically at day E3.5), can be used as in vitro model system for ...

Clonal Analysis of Embryonic Hematopoietic Stem Cell Precursors Using Single Cell Index Sorting Combined with Endothelial Cell Niche Co-culture

Embriyonik hematopoetik kök hücre öncüleri endotel hücre niş ortak kültürü ile kombine sıralama tek hücre dizini kullanarak klonal analizi

The ability to study hematopoietic stem cell (HSC) genesis during embryonic development has been limited by the rarity of HSC precursors in the early ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Yaşam sağlam Zebra balığı tek hücreli Photoconversion

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Single-cell Transcriptomic Analyses of Mouse Pancreatic Endocrine Cells

Fare pankreatik endokrin hücreleri tek hücre Transcriptomic analizleri

Pancreatic endocrine cells, which are clustered in islets, regulate blood glucose stability and energy metabolism. The distinct cell types in islets, ...

Efficient Neural Differentiation using Single-Cell Culture of Human Embryonic Stem Cells

İnsan Embriyonik Kök Hücrelerinin Tek Hücre Kültürünü Kullanarak Etkin Nöral Farklılaşma

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular ...

Preparation of Small RNA Libraries for Sequencing from Early Mouse Embryos

Erken Fare Embriyolarından Sıralama için Küçük RNA Kütüphanelerinin Hazırlanması

MicroRNAs (miRNAs) are important for the complex regulation of cell fate decisions and developmental timing. In vivo studies of the contribution of miRNAs ...