DNBELAB 單細胞 VDJ

DNBelab 單細胞 V(D)J 測序技術為華大基因依託自主研發的 DNBelab C4 建庫系統與 DNBSEQ 測序平台打造的高通量免疫組學技術,核心聚焦 T 細胞受體(TCR)與 B 細胞受體(BCR)的多樣性解析,可在單個細胞層級同步獲取 T/B 細胞的受體基因序列、克隆型特徵及功能表型資訊,精準追溯免疫細胞克隆起源、擴增軌跡與功能狀態。作為國產單細胞 V(D)J 技術標竿,其打破進口平台的技術與成本壁壘,依託高密度 DNB 陣列的無偏捕獲特性,兼具高通量、高靈敏度、多模態相容的核心優勢,相較於傳統批量 V(D)J 測序,能有效避免細胞群體平均化干擾,精準捕捉稀有免疫細胞克隆,同步相容單細胞轉錄組、蛋白標記資料聯動分析。該技術廣泛應用於腫瘤免疫治療療效評估、感染性疾病免疫反應解析、自體免疫疾病機制研究、疫苗研發等領域。

原理介紹

DNBelab 單細胞 V(D)J 測序技術基於「高密度 DNB 陣列原位捕獲—標靶擴增—專屬 Barcode 標記」核心邏輯,無須依賴油包水微流控封裝,實現免疫細胞受體基因的精準解析:透過高密度 DNA 奈米球(DNB)陣列晶片,藉由靜電吸附作用原位捕獲單個 T/B 細胞,避免傳統物理封裝導致的細胞流失、變形及偏好性問題。針對 TCR 的 V(D)J 重排區域及 BCR 重鏈(IGH)、輕鏈(IGK/IGL)的 V(D)J 區域,設計特異性引子進行標靶擴增,同時引入專屬細胞 Barcode 與分子 Barcode,實現每個細胞及每條受體轉錄本的唯一標記。擴增產物經 DNB 文庫建構後,透過 DNBSEQ 測序平台完成高通量測序,依託 Barcode 序列將測序資料精準分配至對應單細胞。經序列比對、組裝與註釋,獲得每個 T/B 細胞的完整 V(D)J 重排序列、克隆型分類及表達水準,可進一步與單細胞轉錄組資料聯動,建構「受體克隆型—基因表達—細胞功能」的三維關聯圖譜,深度解析免疫反應分子機制。

文獻案例

《Nature Methods》發表題為 "Integrative mapping of human CD8⁺ T cells in inflammation and cancer" 的研究,以單細胞免疫組庫(Single-cell immune repertoire analysis)為核心,依託 DNBelab 單細胞 V(D)J 測序聯合轉錄組技術,建構百萬級人類 CD8⁺ T 細胞參考圖譜,為泛疾病免疫機制研究提供關鍵工具。研究整合 68 項研究、42 種疾病情境的 96 萬餘個細胞樣本,透過 DNBelab 技術同步捕獲 T 細胞的 TCR 免疫組庫序列與基因表達譜,結合深度學習模型 scAtlasVAE 實現大規模資料整合。結果清晰解析 CD8⁺ T 細胞的異質性特徵,鑑定出三種功能各異的耗竭型亞型,且各亞型在癌症、自體免疫病中的 TCR 克隆共享模式存在顯著差異。該研究借助 DNBelab 技術的高通量與無偏捕獲優勢,實現免疫組庫與轉錄組資料深度聯動,為跨疾病場景的 T 細胞亞型自動標註、功能解析提供標準化方案。

送樣標準

T/B 細胞富集單細胞懸液

細胞濃度 1×10⁵–5×10⁶個/mL,體積≥1mL/份,無血清培養基重懸並添加 0.04% 牛血清白蛋白;4°C 冷藏運輸,避免震盪與反覆凍融;細胞活性≥85%,經流式分選富集後優先送檢,無紅血球、雜質聚團污染。

新鮮免疫相關組織

重量≥0.1g/份(腫瘤、淋巴結、脾臟等),取材後立即置於專用組織保存液中,4°C 冷藏運輸(嚴禁冷凍),24 小時內送達;註明組織類型、部位及患者資訊,避免組織壞死,適配間質豐富組織解離。

血液 / PBMC 樣品

體積≥2mL/份,EDTA 或肝素抗凝,4°C 冷藏運輸,6 小時內送達;避免溶血,PBMC 需新鮮分離且活性≥90%,註明採血時間、是否經免疫刺激處理,嚴禁使用凍融血樣。

凍存免疫細胞樣品

細胞沉澱≥5×10⁶個/份,用專用免疫細胞凍存液梯度凍存,液氮保存後乾冰運輸;解凍後立即製備單細胞懸液,快速洗滌去除凍存液,全程低溫操作,凍存時間不超過 3 個月。

CAR-T 細胞樣品

細胞量≥1×10⁶個/份,製備為單細胞懸液後 4°C 冷藏運輸;註明培養時間、轉染效率、體外刺激條件,確保細胞活性≥90%,便於解析 CAR-T 細胞克隆擴增與功能狀態。

交付內容

樣本品質檢測報告

包含細胞活性 / 純度檢測結果、RNA 完整性驗證、V(D)J 基因擴增效率評估、文庫建構品質(片段分布、接頭污染率)及測序品質報告(Q30 值≥90%)。

原始測序資料

Fastq 格式原始測序 reads、Barcode 分配統計資料、測序品質管制報告、V(D)J 基因擴增原始資料及 DNB 文庫建構參數。

資料分析報告

涵蓋 TCR/BCR 克隆型註釋結果、克隆多樣性分析圖、克隆擴增熱圖、V/J 基因使用頻率統計、核心克隆功能關聯分析及結論解讀。

常見問題

依託 DNB 陣列無偏捕獲特性,該技術可精準捕獲佔比≥0.05% 的稀有免疫細胞克隆,捕獲效率優於傳統液滴式平台。建議透過流式分選預先富集目標 T/B 細胞亞群,增加總細胞捕獲量,同時優化樣品處理流程避免稀有細胞損傷,進一步提升稀有克隆檢出率。

反覆凍融會導致免疫細胞活性驟降、受體基因降解斷裂,同時釋放游離核酸污染文庫,顯著降低有效克隆型獲取量及序列完整性。若需使用凍存樣品,需採用專用免疫細胞凍存液梯度降溫凍存,解凍後 2 小時內完成建庫,全程低溫輕柔操作減少損傷。

借助 DNBelab C4 平台的多組學相容特性,對同一樣本同步開展 V(D)J 測序與單細胞轉錄組測序,透過共同的細胞 Barcode 實現資料精準關聯。資料分析時可將每個細胞的受體克隆型與基因表達譜匹配,明確不同克隆型 T/B 細胞的功能表型、分化狀態及訊號路徑特徵,深度解析免疫細胞功能機制。

溶血會釋放紅血球內的血紅素與核酸酶,不僅污染文庫影響測序品質,還會降解免疫細胞受體基因,導致有效資料量下降。避免方案:採血時輕柔操作,使用抗凝管及時搖勻,4°C 冷藏運輸避免高溫震盪,運輸時間控制在 6 小時內,發現溶血樣品需重新採集。

我們提供前沿多組學技術服務

從序列到功能,從DNA水準探索生命本質,助力基礎科研