MobiNova^® 跨平臺、多物種單細胞多組學解決方案是一套先進的技術平臺，專為高通量單細胞研究而設計。該解決方案能夠在多物種之間靈活應用，并支持多組學層面的分析，結(jié)合了表觀遺傳學、三維基因組學等前沿基因組技術，可以同時進行多組學數(shù)據(jù)的采集和分析。其核心技術采用液滴式微流控芯片，通過將單細胞懸浮液、反轉(zhuǎn)錄試劑和特制微球結(jié)合在一起，在油包水的液滴中進行細胞裂解，從而實現(xiàn)單細胞水平的高效分離和測序。MobiNova^®平臺能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模單細胞數(shù)據(jù)的高通量處理，顯著提高實驗效率和數(shù)據(jù)重復性，對需要分析大量細胞的科研項目尤為有利。此外，該平臺能夠在多個測序平臺上操作，包括第三代納米孔測序技術，提供更長的讀長和更全面的基因組覆蓋。MobiNova^®平臺適用于哺乳動物組織、微生物和植物基因組的研究，顯示出其廣泛的應用前景。利用機械破碎和酶消化相結(jié)合的方法，MobiNova^®能夠在短時間內(nèi)獲得高活性、高得率的單細胞懸液，確保實驗結(jié)果的可靠性和重復性。

MobiNova^®  主要特點
1. 高通量能力
MobiNova^® 系統(tǒng)一次可以處理數(shù)十萬個單細胞，具有極高的細胞捕獲率和數(shù)據(jù)質(zhì)量，每次運行僅需十分鐘。

2. 多組學解決方案
平臺支持多種組學分析，包括單細胞轉(zhuǎn)錄組、免疫組、ChIP-seq和蛋白質(zhì)組學等，能夠滿足不同研究需求。

3. 技術創(chuàng)新
MobiNova^® 采用液滴微流控技術，通過將單細胞懸浮液、反轉(zhuǎn)錄試劑和特制微球結(jié)合在一起，并在油包水的液滴中進行細胞裂解，實現(xiàn)高效的單細胞分離和測序。

4. 應用領域廣泛
MobiNova^® 平臺適用于哺乳動物、微生物和植物基因組研究，顯示出廣泛的應用前景。

5. 全流程解決方案
該系統(tǒng)包括高通量單細胞測序平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的單細胞測序和數(shù)據(jù)分析，能夠檢測每個細胞多達5000個基因。

單細胞技術  重要應用方向

1. 單細胞測序在腫瘤學和免疫學中的應用

    （1）癌癥研究

• 異質(zhì)性: 單細胞測序（scRNA-seq）揭示了癌細胞的異質(zhì)性，這是幾乎所有人類癌癥的關鍵特征，復雜化了治療和康復過程。它有助于理解腫瘤細胞內(nèi)的基因和表觀遺傳變化。
• 腫瘤微環(huán)境: scRNA-seq在各種癌癥（如高級別漿液性輸卵管卵巢癌 (HGSTOC) 和乳腺癌）中識別新的治療靶點和細胞表型，有助于了解腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。
• 基因調(diào)控網(wǎng)絡: scRNA-seq有助于構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡（GRNs），探索腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性和癌癥發(fā)展中的關鍵基因，如黑色素瘤研究所示。

   （2）免疫微環(huán)境

• 免疫細胞浸潤: scRNA-seq揭示了不同免疫細胞（T細胞、B細胞、巨噬細胞）在腫瘤微環(huán)境（TME）中的作用，這對于理解癌癥進展、轉(zhuǎn)移和對免疫治療的抵抗至關重要。
• 免疫調(diào)節(jié)因子: 識別TME中的關鍵免疫調(diào)節(jié)因子，增強對免疫細胞動態(tài)、代謝和異質(zhì)性的理解，從而改進癌癥免疫療法。
• 巨噬細胞可塑性: 區(qū)分TME中的M1（抗腫瘤）和M2（促腫瘤）巨噬細胞，有助于制定針對性的免疫治療策略。

2. 單細胞測序在輔助生殖中的應用

   （1）提高 IVF 成功率

• 胚胎篩查 (PGS): 單細胞測序有助于在胚胎植入前篩查遺傳突變，提高IVF成功率。
• 異質(zhì)性分析: 傳統(tǒng)ART過程中，每一步（超排卵、受精、胚胎發(fā)育等）都需要細致檢查，單細胞測序技術可以揭示生殖組織和胚胎的異質(zhì)性，從而優(yōu)化每一步的處理。
• 人類細胞景觀 (HCA)和繪制人體器官和組織的單細胞圖譜（Tabula Sapiens）: 這些項目提供了生殖器官（如睪丸、卵巢和子宮）的多組學數(shù)據(jù)，助力ART研究。
• 子宮內(nèi)膜轉(zhuǎn)錄組:通過單細胞測序識別主要的子宮內(nèi)膜細胞類型，揭示了子宮內(nèi)膜植入窗口的基因活性變化。

3. 單細胞測序在胚胎發(fā)育中的應用

   （1）細胞譜系和發(fā)育軌跡重建

• 單細胞轉(zhuǎn)錄組技術深化了對哺乳動物細胞譜系動態(tài)過程的理解，通過連接不同時期的細胞狀態(tài)，可以重建發(fā)育過程中的細胞譜系軌跡。
• 利用非洲爪蟾作為模式生物，通過時間信息和細胞聚類，研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)胚層、中胚層和外胚層的細胞命運在囊胚階段后即開始分化。

   （2）軌跡推斷工具

• 為發(fā)育生物學等領域提供了動態(tài)變化的無偏見和轉(zhuǎn)錄組范圍的視角。

   （3）空間轉(zhuǎn)錄組技術的必要性

• 單細胞轉(zhuǎn)錄組在細胞分離過程中不可避免地丟失空間信息，而空間信息是細胞身份的關鍵決定因素。
• 空間轉(zhuǎn)錄組技術可以解析胚胎發(fā)育過程中細胞譜系分離的空間組織和分子結(jié)構(gòu)。結(jié)合空間和單細胞多組學，將解決基本問題，并為許多發(fā)育和疾病研究提供新見解。

4. 單細胞測序在植物育種中的應用

    （1）異質(zhì)性研究

• 單細胞轉(zhuǎn)錄組技術揭示了植物不同細胞類型的異質(zhì)性，發(fā)現(xiàn)了如根靜止中心細胞、側(cè)根原基細胞、保衛(wèi)細胞及韌皮部薄壁細胞等稀有細胞的新功能。

    （2）環(huán)境響應

• 通過比較不同環(huán)境壓力下的單細胞轉(zhuǎn)錄組，研究發(fā)現(xiàn)不同細胞群對環(huán)境壓力的獨特響應。這有助于理解植物如何在不同環(huán)境條件下調(diào)整其生理和生長模式。

   （3）發(fā)育軌跡重建

• 單細胞轉(zhuǎn)錄組技術可以重建植物細胞的發(fā)育軌跡，揭示如根毛分化、皮層細胞發(fā)育及側(cè)器官起始等過程中的動態(tài)轉(zhuǎn)錄變化和調(diào)控因子。

   （4）空間轉(zhuǎn)錄組學

• 空間轉(zhuǎn)錄組技術結(jié)合單細胞多組學，揭示了具有位置信息的基因表達模式。例如，研究揭示了擬南芥葉片上表皮和下表皮細胞間的顯著轉(zhuǎn)錄差異，為理解細胞位置與功能之間的關系提供了新方法。

   （5）新型調(diào)控因子的發(fā)現(xiàn)

• 單細胞多組學技術幫助識別了植物發(fā)育過程中新的調(diào)控因子。這些因子在細胞分化和發(fā)育過程中起關鍵作用，對于植物育種具有重要意義。

  （6）復雜細胞結(jié)構(gòu)解析

• 單細胞多組學技術應用于分析植物復雜的細胞結(jié)構(gòu)和動態(tài)發(fā)育過程，有助于理解植物組織和器官的形成機制。

  （7）基因表達模式研究

• 通過單細胞轉(zhuǎn)錄組分析，研究了不同發(fā)育階段和條件下的基因表達模式，揭示了許多細胞類型特異性的基因調(diào)控網(wǎng)絡。

 單細胞  技術的前景
1. 單細胞空間組學

    （1）胚胎發(fā)育、神經(jīng)科學和腫瘤異質(zhì)性研究

• 空間解析的單細胞組學技術是對細胞在其原生環(huán)境中的分布或組織方式的研究，這對理解胚胎發(fā)育、神經(jīng)科學和腫瘤異質(zhì)性等基本機制至關重要。

    （2）空間轉(zhuǎn)錄組學（ST）技術的進展

• 目前的ST技術主要分為基于成像和基于測序的兩類，各有其優(yōu)勢，如空間分辨率和通量。基于圖像的方法源自FISH技術，它可以用來在細胞中對選定的RNA轉(zhuǎn)錄本進行成像。但是，F(xiàn)ISH技術能同時觀察的基因數(shù)量受到獨特熒光色彩數(shù)量的限制，這對轉(zhuǎn)錄組范圍的特性化構(gòu)成了主要挑戰(zhàn)。

   （3）測序的空間轉(zhuǎn)錄組學

• 測序的空間轉(zhuǎn)錄組學的一般原理是通過在玻璃滑片表面的指定位置預加載條形碼探針，捕獲和定量RNA轉(zhuǎn)錄本。然后將組織切片放在條形碼探針上方，細胞中的RNA隨后被釋放并與探針原位雜交。直接在這些玻璃滑片上進行測序。RNA物種和條形碼可以從測序讀取中讀出，空間位置可以用條形碼解碼。

   （4）空間轉(zhuǎn)錄組學技術的發(fā)展方向

• 空間轉(zhuǎn)錄組學技術正在朝多個方向發(fā)展，以解答廣泛的生物問題。例如，將額外的模式（如基因組學、表觀基因組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學）融入當前以轉(zhuǎn)錄組學為中心的空間技術中；考慮3D空間演化的動態(tài)性。時間序列的3D空間單細胞多組學數(shù)據(jù)將產(chǎn)生更多關于基因調(diào)控、發(fā)展軌跡和腫瘤進展的洞察。

2. 單細胞多組學

   （1）細胞多組學的進步

• 隨著單細胞RNA測序技術的發(fā)展，分子機制研究發(fā)生了深刻的變化。蛋白質(zhì)組學在蛋白質(zhì)測序技術（如單分子質(zhì)譜、蛋白質(zhì)測序的DNA納米技術和線性化蛋白質(zhì)的指紋識別）方面也期待類似的進步，這將允許在單細胞水平上進行蛋白質(zhì)分析，即使是低豐度的蛋白質(zhì)。

    （2）單細胞多組學的應用

• 從技術角度看，單細胞多組學已被應用于肝臟巨噬細胞的細胞生態(tài)位的研究，揭示了與脂質(zhì)相關巨噬細胞（LAMs）有關的細胞-細胞微環(huán)境回路。另一方面，單細胞多組學也在人類大腸癌的復雜多層次功能障礙、COVID-19患者的免疫反應以及人類卵母細胞的動態(tài)表觀遺傳景觀等方面得到了應用。

    （3）單細胞多組學的前景

• 越來越多的研究人員將把單細胞技術應用到他們的研究中。這將是單細胞的時代，在這個時代中，將會發(fā)現(xiàn)新的細胞類型和新的分子機制，就像在達爾文的時代中發(fā)現(xiàn)了新的物種和他們的進化路徑。