类器官单细胞转录组送样指南:从培养箱到测序仪的完美接力

类器官(Organoids)凭借其高度还原体内生理结构与细胞互作的三维培养体系,已成为单细胞转录组测序(scRNA‑seq)领域炙手可热的“明星样本”。然而,要获得高质量、低噪声的测序数据,成败往往取决于样本制备环节中那些看似微小的操作细节。


与传统的二维培养细胞或新鲜实体组织不同,类器官生长在三维基质中,具有独特的空间构型和细胞间连接,这使得其单细胞测序前的样本制备具有鲜明特殊性。为帮助您的珍贵样本顺利跨越从培养箱到测序仪的最后一段旅程,我们特梳理了这份涵盖采集、处理、保存及运输的全流程操作要略。


为什么类器官制备单细胞悬液更“娇贵”?

在动手操作之前,理解类器官与常规样本的差异,有助于您精准规避潜在风险:


  • 基质胶(Matrigel)的包裹与残留:常规细胞系或解离组织多为游离单细胞或小块,而类器官通常深埋在基质胶中。基质胶不仅增加了物理分离的难度,残留的胶体成分还可能抑制后续酶解效率或干扰建库反应。因此,需根据下游方案明确是保留基质胶一并处理,还是去除后再进行解离。


  • 三维结构导致的解离挑战:类器官内部细胞间连接致密,且较大尺寸的类器官中央可能因缺氧而形成坏死核心。相较于脾脏、血液等易解离的组织,类器官需要更加温和而高效的酶解策略,既要充分打散细胞簇,又要避免过度消化引发“解离应激”(dissociation stress)——即应激基因(如 FOS、JUN)的异常上调,影响转录组真实性。


  • 细胞组成因来源而异,需区别看待:对于成体干细胞(ASC)来源的上皮类器官(如肠道、胃、肝),其细胞类型确实相对单一,主要为上皮谱系,缺乏实体肿瘤组织中丰富的免疫细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞。而多能干细胞(PSC)来源的类器官(如脑、肾)则包含神经、间质等多谱系,组成更为复杂。但无论在哪种情况,单细胞测序均能有效捕获类器官内部的发育轨迹、干细胞分化状态及亚群异质性——在成分相对简单的上皮类器官中,这一优势尤为突出,低丰度信号更容易被解析。


样本制备第一步

样本采集与数量评估——足量是硬道理

类器官的细胞得率受其生长状态、大小及基质胶包裹程度影响,因此“足量提供”是核心原则。


  • 悬液类样本(已解离):建议提供细胞数量大于 2×10⁶ cells。


  • 类器官沉淀(离心收集):若类器官已离心收集,沉淀物体积建议达到黄豆大小(大于0.2g)。


  • 包裹于基质胶中的类器官:提供培养皿中至少 80% 汇合度的孔板(例如6孔板中3~4个孔的胶滴总量)


  • 预实验建议:不同来源、不同传代次数的类器官对解离酶的耐受性差异显著。若样本极为珍稀,建议提前取少量类器官进行预实验,确定最佳解离条件(酶种类、浓度、时间)及预期活细胞得率,避免正式实验时样本耗竭。



样本制备第二步

样本处理与保存规范


根据您后续的实验安排,类器官样本主要分为“新鲜寄送”与“冻存寄送”两种路径,请严格按照以下规范操作:



路径A:新鲜样本寄送

新鲜样本能最大程度保留细胞的原生转录组状态。


1. 培养基包裹:请使用类器官的完全培养基进行重悬和保存,切勿使用PBS或其他非等渗缓冲液。


2. 基质胶处理:若类器官仍包裹在基质胶中,可随基质胶一起放入保存液中寄送,无需强行剥离,以免损伤细胞。


3. 温度控制:全程维持 2℃~8℃ 低温环境(使用冰袋),使细胞处于低代谢状态,防止细胞裂解或过度增殖。



路径B:冻存样本寄送

若无法及时寄送新鲜样本,规范的冻存是最佳选择。


1. 去除培养基:冻存前,请尽量去除类器官表面的残留培养基。


2. 耐低温耗材:必须使用耐低温的螺纹口冻存管,普通离心管在液氮或干冰环境下极易破裂漏液。


3. 速冻与保存:去除培养的类器官组织液氮速冻,-80℃保存,短期保存不超过1个月;长期保存请务必转入液氮罐。运输时需液氮速冻后,使用干冰寄送。


样本制备第三步

安全打包与物流运输

样本在途中的环境稳定性直接关系到RNA的完整性,请遵循以下打包与物流规范:


1. 防漏与标识:冻存管管壁请使用油性记号笔清晰标记样本编号与日期。管口使用封口膜密封,并装入自封袋中,防止运输途中漏液。


2. 保温与缓冲:

  • 选择厚度大于3cm的优质泡沫箱。

  • 新鲜样本需放入足量冰袋,但务必使用气泡膜或棉垫将样本管与冰袋隔开,防止局部温度过低导致样本冻结死亡。

  • 干冰寄送时,请根据运输天数动态计算干冰用量(建议:运输天数 × 5kg/天)。


3. 时效要求:新鲜样本在保存液中的运输总时间严格控制在48小时以内


4. 随附文件:箱内请务必附上《样本信息单》,确保样本与信息的精准对应。


避坑指南:这些细节千万别忽略


拒绝反复冻融:冻存样本一旦解冻,必须立即处理,绝不可再次冻存。


警惕EDTA干扰:若涉及细胞消化,请注意EDTA会抑制后续建库酶的活性,消化后务必用PBS彻底清洗。


支架材料确认:若您的类器官培养使用了特殊支架,请在送样前务必提供该支架材料的溶解方案或试剂,以便实验室后续处理。


严禁热损伤:取样及操作过程中,避免使用未冷却的器械直接接触样本,防止局部热损伤导致RNA降解。




高质量的单细胞转录组数据,根植于样本制备的每一处严谨。从您的培养箱到我们的测序平台,让我们共同守护这份珍贵的生物学信息。如在制样、保存或运输中遇到任何疑问,欢迎随时联系您的专属技术支持团队,我们将为您提供一对一的精细化指导。祝实验顺利!


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