DNBELAB单细胞 VDJ

DNBelab单细胞V(D)J测序技术是华大基因依托自主研发的DNBelab C4建库系统与DNBSEQ测序平台,打造的高通量免疫组学技术,核心聚焦T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)的多样性解析,可在单个细胞水平同步获取T/B细胞的受体基因序列、克隆型特征及功能表型信息,精准追溯免疫细胞克隆起源、扩增轨迹与功能状态。 作为国产单细胞V(D)J技术标杆,其打破了进口平台的技术与成本壁垒,依托高密度DNB阵列的无偏捕获特性,兼具高通量、高灵敏度、多模态兼容的核心优势,相较于传统批量V(D)J测序,能有效避免细胞群体平均化干扰,精准捕捉稀有免疫细胞克隆,同步兼容单细胞转录组、蛋白标记数据联动分析。该技术广泛应用于肿瘤免疫治疗疗效评估、感染性疾病免疫应答解析、自身免疫病机制研究、疫苗研发等领域,为免疫相关科研与临床转化提供自主可控的深度分子支撑。

原理介绍

DNBelab单细胞V(D)J测序技术基于“高密度DNB阵列原位捕获-靶向扩增-专属Barcode标记”的核心逻辑,无需依赖油包水微流控封装,实现免疫细胞受体基因的精准解析,核心原理如下: 通过高密度DNA纳米球(DNB)阵列芯片,借助静电吸附作用原位捕获单个T/B细胞,避免传统物理封装导致的细胞丢失、变形及偏好性问题。针对TCR的V(D)J重排区域及BCR重链(IGH)、轻链(IGK/IGL)的V(D)J区域,设计特异性引物进行靶向扩增,同时引入专属细胞Barcode和分子Barcode,实现每个细胞及每条受体转录本的唯一标记。 扩增产物经DNB文库构建后,通过DNBSEQ测序平台完成高通量测序,依托Barcode序列将测序数据精准分配至对应单细胞。经序列比对、组装与注释,获得每个T/B细胞的完整V(D)J重排序列、克隆型分类及表达水平,可进一步与单细胞转录组数据联动,构建“受体克隆型-基因表达-细胞功能”的三维关联图谱,深度解析免疫应答分子机制。

文献案例

《Nature Methods》发表题为“Integrative mapping of human CD8⁺ T cells in inflammation and cancer”的研究,以单细胞免疫组库(Single-cell immune repertoire analysis)为核心,依托DNBelab单细胞V(D)J测序联合转录组技术,构建了百万级人类CD8⁺T细胞参考图谱,为泛疾病免疫机制研究提供了关键工具。研究整合68项研究、42种疾病情境的96万余个细胞样本,通过DNBelab技术同步捕获T细胞的TCR免疫组库序列与基因表达谱,结合深度学习模型scAtlasVAE实现大规模数据整合。结果清晰解析了CD8⁺T细胞的异质性特征,鉴定出三种功能各异的耗竭型亚型,且各亚型在癌症、自身免疫病中的TCR克隆共享模式存在显著差异。 该研究借助DNBelab技术的高通量与无偏捕获优势,实现了免疫组库与转录组数据的深度联动,为跨疾病场景的T细胞亚型自动标注、功能解析提供了标准化方案,彰显了国产单细胞V(D)J技术在大规模免疫组库研究中的核心价值,为疾病免疫机制解析与治疗靶点筛选奠定基础。

DNBELAB C-TAIM 4 单细胞 V(D)J-文献案例


送样标准

T/B细胞富集单细胞悬液

细胞浓度1×10⁵-5×10⁶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,避免震荡与反复冻融;细胞活性≥85%,经流式分选富集后优先送检,无红细胞、杂质聚团污染。

新鲜免疫相关组织

重量≥0.1g/份(肿瘤、淋巴结、脾脏等),取材后立即置于专用组织保存液中,4°C冷藏运输(严禁冷冻),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,适配间质丰富组织解离。

血液/PBMC样品

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,PBMC需新鲜分离且活性≥90%,注明采血时间、是否经免疫刺激处理,严禁使用冻融血样。

冻存免疫细胞样品

细胞沉淀≥5×10⁶个/份,用专用免疫细胞冻存液梯度冻存,液氮保存后干冰运输;解冻后立即制备单细胞悬液,快速洗涤去除冻存液,全程低温操作,冻存时间不超过3个月。

CAR-T细胞样品

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、体外刺激条件,确保细胞活性≥90%,便于解析CAR-T细胞克隆扩增与功能状态。

交付内容

样本质检报告

包含细胞活性/纯度检测结果、RNA完整性验证、V(D)J基因扩增效率评估、文库构建质量(片段分布、接头污染率)及测序质量报告(Q30值≥90%)。

原始测序数据

Fastq格式原始测序reads、Barcode分配统计数据、测序质量控制报告、V(D)J基因扩增原始数据及DNB文库构建参数。

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、核心克隆功能关联分析及结论解读。

常见问题

依托DNB阵列无偏捕获特性,该技术可精准捕获占比≥0.05%的稀有免疫细胞克隆,捕获效率优于传统液滴式平台。建议通过流式分选预富集目标T/B细胞亚群,增加总细胞捕获量,同时优化样品处理流程避免稀有细胞损伤,进一步提升稀有克隆检出率。

反复冻融会导致免疫细胞活性骤降、受体基因降解断裂,同时释放游离核酸污染文库,显著降低有效克隆型获取量及序列完整性。若需使用冻存样品,需采用专用免疫细胞冻存液梯度降温冻存,解冻后2小时内完成建库,全程低温轻柔操作减少损伤。

借助DNBelab C4平台的多组学兼容特性,对同一样本同步开展V(D)J测序与单细胞转录组测序,通过共同的细胞Barcode实现数据精准关联。数据分析时可将每个细胞的受体克隆型与基因表达谱匹配,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。

溶血会释放红细胞内的血红蛋白与核酸酶,不仅污染文库影响测序质量,还会降解免疫细胞受体基因,导致有效数据量下降。避免方案:采血时轻柔操作,使用抗凝管及时摇匀,4°C冷藏运输避免高温震荡,运输时间控制在6小时内,发现溶血样品需重新采集。

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