[发明专利]配体诱导的细胞表达的微流体分析

说明书

本发明涉及微流体领域，并且具体涉及分析响应于在相同微流体区室中表达的配体的细胞的基因表达。通过对细胞和产生配体的表达系统的转录组进行条形码化，可以辨别配体对细胞表达的影响。本发明提供了用于该目的的微流体区室和方法。

发明领域

本发明涉及微流体领域，并且具体涉及分析响应于在相同微流体区室中表达的配体的细胞的基因表达。通过对细胞和产生配体的表达系统的转录组进行条形码化，可以辨别配体对细胞表达的影响。本发明提供了用于该目的的微流体区室和方法。

发明背景

基于区室的微流体(诸如基于微滴的微流体)微滴具有用于高通量筛选应用的巨大潜力。将单细胞包封至区室中允许以非常高的通量(例如每天高达数十万个样品)筛选细胞产物(诸如抗体)。单细胞RNA测序，也称为RNAseq，已经获得了许多科学和商业关注。它的目标是在单细胞水平上分析总体基因表达模式，从而允许分析和揭示异源群体中的不同细胞类型(诸如干细胞、肿瘤或发育中的胚胎)。Fluidigm公司已成为该技术的市场领导者，为单细胞RNAseq提供基于阀门的微流体解决方案。它们的C1系统可以在一次运行中处理多达96个细胞，并且该平台的下一代将具有一次运转多达800个细胞的通量。并行的，已经开发了纳米孔(Fan,H.C.,G.K.Fu,和S.P.A.Fodor,Science,2015.347(6222):第628页)和基于微滴的微流体技术(Macosko,E.Z.等人,Cell,2015.161(5):第1202-14页；Klein,A.M.,等人,Cell,2015.161(5):第1187-201页；Rotem,A.,等人,Nat Biotechnol,2015.33(11):第1165-72页)，使得对于RNAseq或ChiPseq，能够处理多达10,000个细胞。在这些系统中，单细胞连同展示具有独特条形码的聚T核苷酸的单个珠子被包封至微流体微滴或纳米孔中(图1)。包封后，将细胞裂解并且所有细胞mRNA与条形码化的聚T引物杂交，从而确保与条形码的物理连接。在该阶段或在微滴内进行另外的逆转录步骤之后，可汇集所有样品并应用于下一代测序。由于条形码化，仍然可以区分单个细胞的表达模式，从而揭示群体内的差异。现有技术的单细胞测序技术和研究只专注于单独表征单细胞。然而，它们没有旨在共包封两种不同的细胞并同时对它们的转录组进行测序。此类将两种不同的细胞类型共包封至相同的微滴中并用相同的条形码标记这两种细胞类型的mRNA具有巨大的生物医学潜力：它允许分析细胞-细胞相互作用，例如细胞A如何对细胞B或由细胞B分泌的因子的存在作出反应，并且特别可用于以高度复用的(multiplexed)方式筛选遗传编码的药物候选物(诸如单克隆抗体，其年销售额超过500亿美元)。