シングルセル単離の主な手法
ゲノミクスの基礎研究から企業における細胞株開発まで、調製したシングルセルを凝集させることなく維持し、次の工程に用いるためには、何らかの手法によって個々のシングルセルを単離しておく必要があります。本ページでは、研究用途においてシングルセル単離処理に用いられる代表的な器具や装置について紹介します。
シングルセル単離器具・装置
シングルセル分注・培養プレート
シングルセル（遺伝子発現）解析に限らず、シングルセル研究を行うには、細胞懸濁液から効率的にシングルセル単離を行うことが重要です。一方で、専用の自動単離装置は高価なものが多く、研究規模や目的によっては導入のハードルが高い場合もあります。
シングルセル分注・培養プレート 1Cellシリーズは、ピペットから注入した少量のサンプル液を、プレート上のマイクロ流路分岐によって各ウェルへ均一に分注する仕組みを備えています。これにより、特別な装置を用いずに、簡便かつ低コストでシングルセル単離処理を実施することが可能です。
ピペットを用いた注入／分注操作（1CellDish™-60mm・ワンステップ操作）
ドロップレットジェネレーター
現在では多くのシングルセル解析用自動単離プラットフォームが利用されていますが、マイクロ流体チップやマイクロ送液ポンプなどで構成された半自動的なマイクロ流体システムは、既存のscRNA-seqプラットフォームでは対応が難しいアプリケーションや新規プロトコール開発において有用です。
シングルセルドロップレットジェネレーター DMSCSは、マイクロ流体技術を用いて、細胞や微生物をマイクロスケールのドロップレット（エマルジョン）内にハイスループットで単離・区画化するシステムです。モジュール構成による柔軟性と、特定の試薬やプロトコールに依存しないオープンな設計により、多様な研究用途や独自のプロトコール開発に対応できます。
DMSCSは、シングルセル単離（カプセル化）や各種細胞アッセイ処理を効率的に行うことが可能ですが、既存プロトコールを用いて大量の解析を実施する場合には、汎用の全自動単離プラットフォームの方が適しているケースもあります。
シングルセル解析用自動単離プラットフォーム
シングルセル解析用自動単離プラットフォームは、細胞懸濁液からの単離、分注、バーコード付与などの工程を自動化することで、高い再現性とスループットを両立させたシステムです。多数サンプルを同一条件で処理できるため、scRNA-seqやscATAC-seqなど大規模解析に適しています。一方で、対応可能な細胞サイズやプロトコールが限定される場合もあり、解析目的やサンプル特性に応じたプラットフォーム選定が重要となります。
| 方式 | 機種等 | 主な用途 | 処理性能 | 必要細胞数 | メリット |
|---|---|---|---|---|---|
| ドロップレット | 10x Chromium | RNA-Seq, DNA-Seq, レパトア解析 | 高 | 多 | 論文の多さ |
| ドロップレット | バイオ・ラッドddSEQ | RNA-Seq | 高 | ～多 | キットの幅 |
| マイクロウェル | BD Rhapsody | Targeted RNA-Seq | 高 | ～多 | 自動細胞カウント |
| ナノウェル・ ディスペンサー | タカラバイオICELL8 | RNA-Seq | 中 | 中 | 細胞選択機能 |
※シングルセル技術は日々進歩しているため、上記比較表の内容が必ずしも最新の情報を反映しているとは限りません。
参考文献
- Gao, Caixia et al. “The Comparison of Two Single-cell Sequencing Platforms: BD Rhapsody and 10x Genomics Chromium.” Current Genomics 21,8 (2020): 602–609. doi:10.2174/1389202921999200625220812
- Gross, Andre et al. “Technologies for Single-Cell Isolation.” International Journal of Molecular Sciences 16,8 (2015): 16897–16919. doi:10.3390/ijms160816897
- Kimbley, Lucy M et al. “Rapid microfluidic isolation of virally infected primary bronchial epithelial cells for single-cell RNA sequencing.” BioTechniques (2021). doi:10.2144/btn-2021-0020
- Nguyen, Quy H et al. “Experimental Considerations for Single-Cell RNA Sequencing Approaches.” Frontiers in Cell and Developmental Biology 6 (2018): 108. doi:10.3389/fcell.2018.00108
- Valdes-Mora, Fatima et al. “Single-Cell Transcriptomics in Cancer Immunobiology.” Frontiers in Immunology 9 (2018): 2582. doi:10.3389/fimmu.2018.02582
- Valihrach, Lukas et al. “Platforms for Single-Cell Collection and Analysis.” International Journal of Molecular Sciences 19,3 (2018): 807. doi:10.3390/ijms19030807