使用单细胞RNA测序和免疫组织化学表征颅咽管瘤亚型及其微环境的方案

Protocol for characterizing craniopharyngioma subtypes and their microenvironments using single-cell RNA sequencing and immunohistochemistry.

作者信息Takashi Kono, Tatsuma Matsuda, Masanori Fujimoto, Yuki Taki, Ikki Sakuma, Naoko Hashimoto, Yasuhiro Nakamura, Kentaro Horiguchi, Yoshinori Higuchi, Atsushi Onodera, Takashi Miki, Tomoaki Tanaka
PMID40238632
发布时间2025-06
DOI10.1016/j.xpro.2025.103760

实验完整度

提供了详细的实验方法(组织解离、scRNA-seq、IHC)和预期结果,但主要是方案描述,缺乏具体实验数据验证。

主要模型

患者来源的颅咽管瘤组织

重点核对

细胞活力需大于80% 测序深度需大于20,000 reads/细胞 cDNA峰大小约2000 bp,浓度大于20 ng/μL 最终文库大小400-800 bp,浓度大于10 ng/μL 免疫组化染色条件(如β-catenin: 高压灭菌121°C 5分钟;BRAF V600E: 98°C 64分钟)

摘要

在这里,我们提出了一个全面的方案,用于在单细胞分辨率下分析颅咽管瘤亚型及其肿瘤微环境。我们描述了肿瘤组织解离、单细胞分离、RNA测序文库制备和生物信息学分析程序。我们还详细介绍了用于验证发现的免疫组织化学程序。该方法能够详细表征肿瘤细胞组成、免疫细胞网络和区分成釉细胞型与乳头型颅咽管瘤的分子特征。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何通过单细胞RNA测序和免疫组织化学方法表征颅咽管瘤亚型及其微环境?
核心机制
文中未明确说明
主要证据
方案描述了组织解离、单细胞分离、文库制备和免疫组化验证的详细步骤,但未提供具体结果数据。
研究意义
该方法能够详细表征肿瘤细胞组成、免疫细胞网络和区分成釉细胞型与乳头型颅咽管瘤的分子特征。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

组织解离和单细胞制备

获得高活性的单细胞悬液用于下游分析。

从新鲜颅咽管瘤组织中解离细胞,包括机械解离和酶消化(胶原酶I和VII),然后进行红细胞裂解和死细胞去除。

2

单细胞RNA测序文库制备

构建捕获单个细胞转录组的测序文库。

使用10x Genomics Chromium系统进行单细胞捕获和文库构建,包括GEM生成、cDNA合成和扩增、文库QC。

3

测序和初步分析

将文库转化为可分析的测序数据。

在NovaSeq 6000上进行配对端测序,使用Cell Ranger进行数据处理和比对。

4

免疫组化验证

在蛋白水平验证单细胞发现并提供空间信息。

对FFPE组织切片进行免疫荧光和免疫组化染色,检测CD80, CD163, β-catenin, BRAF V600E等标记物。

5

生物信息学分析

处理测序数据以识别细胞群体、分子特征和细胞间相互作用。

使用Cell Ranger处理原始数据,Seurat进行QC、归一化、降维聚类和细胞类型注释,inferCNV分析拷贝数变异,monocle3构建轨迹,CellChat分析细胞通讯。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

单细胞RNA测序
免疫组织化学验证

产品清单

实验环节名称品牌货号
I型胶原酶WorthingtonLS004194
VII型胶原酶WorthingtonLS005332
ACK裂解缓冲液GibcoA1049201
死细胞去除试剂盒Miltenyi Biotec130-090-101
吖啶橙/碘化丙啶细胞活力检测试剂盒NexcelomCS2-0106-5ML
磷酸盐缓冲液(10X),pH 7.4Thermo Fisher Scientific70011044
正常山羊血清Thermo Fisher Scientific16210064
驴血清----
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒v3.1(双索引)10x GenomicsPN-1000268
10x Genomics Chromium控制器10x GenomicsPN-120223
Bio-Rad C1000 Touch PCR仪Bio-Rad1851196
Illumina NovaSeq 6000测序系统Illumina20012850
TapeStation系统AgilentG2991AA
Zeiss LSM980共聚焦显微镜Zeiss410130-9901-000
带滤芯移液器吸头1000 μLQSP115-Q
带滤芯移液器吸头200 μLQSP114-Q
带滤芯移液器吸头200 μLRaininRT-200F
带滤芯移液器吸头100 μLQSP113-Q
1.5 mL DNA低吸附微量离心管Eppendorf022431021
15 mL锥形离心管Falcon352096
50 mL锥形离心管Falcon352070
40 μm细胞过滤器Falcon352340
8联排PCR管盖Eppendorf0030124839
0.2 mL 8联排PCR管Eppendorf0030124359
D5000 ScreenTapeAgilent5067-5588
D5000样本缓冲液Agilent5067-5589
D1000 ScreenTapeAgilent5067-5582
D1000样本缓冲液Agilent5067-5583
小鼠抗人CD80单克隆抗体LS BioLS-C115599
抗CD163抗体Abcamab87099
驴抗小鼠IgG (H+L)高交叉吸附二抗,Alexa Fluor 594Thermo Fisher ScientificA-21203
驴抗兔IgG (H+L)高交叉吸附二抗,Alexa Fluor 647Thermo Fisher ScientificA-31573
抗Dkk3抗体 [EPR15611]Abcamab186409
重组抗Clusterin兔单克隆抗体Sino Biological11297-R013
S100A8多克隆抗体Thermo Fisher ScientificPA5-86063
抗β-连环蛋白抗体Abcamab32572
VENTANA抗BRAF V600E (VE1)小鼠单克隆一抗(即用型)Roche790-5095
VENTANA DISCOVERY ULTRA染色系统RocheN2387

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
组织解离和单细胞制备
组织处理时间(<30分钟),酶消化时间(90分钟),细胞活力(>80%)
阅读提示:步骤1-4,图1
单细胞RNA测序文库制备
细胞浓度和活力(AO/PI),GEM-RT条件(53°C 45分钟,85°C 5分钟),cDNA和最终文库QC标准
阅读提示:步骤5-7,图2
测序和初步分析
测序参数(Read 1: 28循环,Read 2: 89循环,Index: 8循环),测序深度>20,000 reads/细胞,Cell Ranger参数(--expect-cells=10000,--include-introns=true)
阅读提示:步骤8-10
免疫组化验证
组织固定条件(10%中性缓冲福尔马林24-72小时),抗原修复条件(β-catenin: 121°C 5分钟或微波500W 20分钟;BRAF V600E: 98°C 64分钟),抗体稀释度(CD80 1:300, CD163 1:100, β-catenin 1:200, BRAF V600E ready-to-use)
阅读提示:步骤11-14,图3
生物信息学分析
QC过滤参数(nFeature_RNA > 200 且 < 3000, percent.mt < 30),归一化方法(LogNormalize),降维聚类参数(dims 1:15, resolution 1.0),标记基因列表
阅读提示:步骤15-19