10X 单细胞 VDJ
10x单细胞VDJ测序技术是基于10x Genomics微流控平台与高通量测序的免疫组学技术,核心聚焦T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)的多样性分析,可在单个细胞水平同步获取T/B细胞的受体基因序列、表达谱及细胞表型信息,精准解析免疫细胞克隆型组成、扩增特征及功能状态。 相较于传统批量VDJ测序,该技术打破了细胞群体层面的平均化局限,能明确每个免疫细胞的受体序列与对应细胞亚群的关联,捕捉稀有克隆、追踪克隆扩增轨迹、揭示免疫应答的分子机制。其广泛应用于肿瘤免疫治疗(如CAR-T疗效评估)、感染性疾病免疫应答、自身免疫病机制研究、疫苗研发等场景,为免疫相关研究与临床诊疗提供深度分子依据。

原理介绍
10x单细胞VDJ测序技术基于“单细胞捕获-受体基因特异性扩增-高通量测序”的核心逻辑,结合独特的Barcode标记体系实现精准溯源,核心原理如下: 通过油包水微流控系统,将单个T/B细胞、携带专属细胞Barcode和分子Barcode的凝胶珠与反应试剂包裹在同一微滴中,确保每个微滴仅含一个细胞。针对TCR的V(D)J区域和BCR的重链(IGH)、轻链(IGK/IGL)V(D)J区域,设计特异性引物进行靶向扩增,同时利用Barcode序列对每个细胞的受体基因进行标记。 扩增产物经文库构建与高通量测序后,借助细胞Barcode将测序数据精准分配至对应单细胞,通过序列比对与组装,获得每个T/B细胞的完整VDJ重排序列、克隆型分类及表达水平,同时可与单细胞转录组数据联动,实现受体序列与细胞功能表型的精准匹配。
文献案例
《Nature Cancer》发表题为“Temporal single-cell tracing reveals clonal revival and expansion of precursor exhausted T cells during anti-PD-1 therapy in lung cancer”的研究,依托10x单细胞VDJ测序技术,揭示了肺癌抗PD-1治疗中耗竭前体T细胞(Tpex)的克隆动态变化,为优化免疫治疗策略提供关键依据。研究采集肺癌患者抗PD-1治疗前、治疗中及治疗后的肿瘤组织与外周血样品,通过10x单细胞VDJ测序联合转录组分析,追踪T细胞克隆型的时空动态及功能表型。结果显示,治疗响应良好的患者中,耗竭前体T细胞克隆出现显著复兴与扩增,且该类克隆高表达TCF-1,维持干细胞样特性。 进一步验证表明,这些扩增的耗竭前体T细胞克隆可分化为功能性效应T细胞,介导肿瘤杀伤,其克隆丰度与治疗疗效呈正相关。该研究通过VDJ测序阐明了抗PD-1治疗的核心免疫机制,为通过监测耗竭前体T细胞克隆动态评估疗效、指导个体化治疗提供了分子支撑。

送样标准
细胞浓度1×10⁵-1×10⁶个/mL,体积≥1mL/份,无血清培养基重悬并添加0.04%牛血清白蛋白;4°C冷藏运输,避免震荡;细胞活性≥85%,优先富集T/B细胞(可通过流式分选),无红细胞、杂质聚团污染。
重量≥0.1g/份,取材后立即置于组织保存液中,4°C冷藏运输(避免冷冻),24小时内送达;注明组织类型、部位及患者信息,避免组织坏死,优先选择免疫细胞富集的组织样本。
体积≥2mL/份,EDTA或肝素抗凝,4°C冷藏运输,6小时内送达;避免溶血,可备注是否已分离外周血单个核细胞(PBMC),PBMC样品需保证免疫细胞活性达标。
细胞沉淀≥5×10⁶个/份,用专用免疫细胞冻存液冻存,液氮保存后干冰运输;解冻后立即制备单细胞悬液,全程低温操作,注明5.冻存时间及解冻方法,减少细胞损伤与受体基因降解。
细胞量≥1×10⁶个/份,制备为单细胞悬液后4°C冷藏运输;注明培养时间、转染效率及体外刺激条件,确保细胞活性≥90%,便于分析CAR-T细胞的克隆扩增与功能状态。
交付内容
原始测序数据
Fastq格式原始测序reads、测序质量控制报告(Q30值、接头污染率)、Barcode分配统计及VDJ基因扩增数据。
数据分析报告
涵盖TCR/BCR克隆型注释结果、克隆多样性分析图、克隆扩增热力图、V/J基因使用频率统计、受体序列特征分析及与细胞表型的关联结论。
常见问题
①样品中RNA完整性差,导致受体基因片段降解,需优化样品保存与运输条件,避免RNA降解;②扩增过程中片段丢失,可调整扩增循环数与引物浓度,减少短片段偏好;③数据分析算法适配性不足,可优化序列组装参数,结合公共VDJ数据库辅助完整序列拼接。
借助10x Genomics同一平台的双检测方案,对同一样本同时进行VDJ测序与单细胞转录组测序,通过共同的细胞Barcode实现数据关联,将每个细胞的受体克隆型与基因表达谱精准匹配;数据分析时整合两款数据,可明确不同克隆型T/B细胞的功能表型、分化状态及信号通路特征,深度解析免疫细胞功能机制。
