冷冻样本、难消化组织无法做单细胞测序?单细胞核测序 snRNA-seq 破局方案来了!
栏目:技术    日期:2026-08-13    来源:admin
做测序的科研人谁没踩过这些坑?

珍藏多年的-80℃冷冻组织、纤维致密的脑 / 心脏 / 肾脏、体积巨大的神经元、脂肪组织…… 传统单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)依赖完整活细胞悬液,酶解耗时长、细胞易应激降解,珍贵样本只能雪藏吃灰,大量关键生物学信息白白浪费。

不用再妥协!单细胞核测序 snRNA-seq彻底打破样本限制,多篇 Nature、Molecular Cell 等顶刊研究实证,这一技术在脑科学、衰老生物学、类器官构建及代谢疾病等领域的巨大潜力。搭配 Invent 专属细胞核分离试剂盒,冻存、难解离组织也能产出高分辨率测序数据!

snRNA-seq 凭什么成为 “破局者”?

和传统单细胞测序提取完整细胞不同,snRNA-seq 直接分离细胞核上机测序,三大核心优势直击实验痛点:

1. 兼容 “疑难样本” 细胞核膜远强于细胞膜,耐冻融、抗机械研磨,脑、心肌、脂肪等难酶解组织,以及存档冷冻标本都能顺利实验,再也不用舍弃珍贵临床 / 模式动物样本。

2. 还原体内真实转录本,消除实验人为干扰 常规组织酶解会诱发细胞应激,人为改变基因表达谱;抽核全程无需长时间酶解,更大程度保留细胞原生转录状态,数据更贴合体内真实生物学特征。

3. 攻克巨型 / 特殊细胞提取难题 神经元、心肌细胞体积大、形态不规则、结构复杂,很难制备完整单细胞悬液;提取细胞核则可完美绕过细胞形态、尺寸限制,轻松捕获各类细胞亚型。

补充关键实验技巧:数据分析时纳入内含子序列 reads,能大幅提升基因检出灵敏度与细胞分群分辨率,snRNA-seq 数据质量甚至可超越常规 scRNA-seq。


顶刊案例分享

1. Nature|毫米级脑区活检的snRNA-seq突破

文献信息:Oswell, C. S., Rogers, S. A., James, J. G., et al. (2026). Mimicking opioid analgesia in cortical pain circuits. Nature, 1-10.

研究背景与挑战:

传统细胞核分离方法(如Dounce匀浆)通常需要50 mg或以上的组织才能补偿不可避免的材料损耗。在毫米尺度下,这些工作流程面临丢失整个样本的风险,使得高质量测序几乎不可行。这成为神经科学研究中一个长期存在的技术瓶颈——许多高度定位的脑区显微结构因样本量过小而无法进行转录组分析。

研究突破:

该研究成功实现了对仅2 mm × 1 mm大小的小鼠脑活检样本进行snRNA-seq。这一成就移除了该领域持久的技术障碍之一——样本量限制,使得对高度局部化的脑微结构进行转录组分析成为可能。

细胞核提取方案:

为处理这些超小样本,研究人员采用了Invent柱式法Minute™神经元组织/细胞单个细胞核分离试剂盒(BN-020)。该方案的离心管柱设计对于从极有限起始材料中可靠回收细胞核至关重要。

研究意义:

这项工作为小样本转录组学建立了新基准。通过将下一代测序与低损耗细胞核分离相结合,研究人员现在可以研究此前被认为“低于检测极限”的脑区。

2. Nature|哺乳动物衰老转录组时钟研究
文献信息:Tyshkovskiy A, Kholdina D, Davitadze M, et al. (2026). Universal transcriptomic hallmarks of mammalian ageing and mortality. Nature. DOI: 10.1038/s41586-026-10542-3

研究背景:
该研究整合了超过11,000个转录组样本(涵盖小鼠、大鼠、猕猴和人类的25种以上组织),开发了高精度的哺乳动物转录组衰老与死亡率时钟。为在单细胞水平验证这些时钟的普适性,研究团队对Klotho基因敲除小鼠(一种经典早衰模型)的多个组织进行了snRNA-seq分析。
关键技术细节:
细胞核提取方案:脑组织使用Inven t Minute™神经元组织/细胞单个细胞核分离试剂盒(BN-020)(神经元组织专用),肾脏使用Invent Minute™ 组织/细胞单个细胞核分离试剂盒 SN-047(通用型),针对不同组织特性选择适配方案。

RNA保护:细胞核重悬于含RNase inhibitor的5% BSA溶液中,更大限度保护RNA完整性。
下游兼容性:提取的细胞核直接用于10X Genomics Chromium平台建库。
研究结论:
通过snRNA-seq,该研究发现了衰老和死亡率相关的保守转录组特征在多数细胞类型中均存在,其中Cdkn1a和Lgals3被确认为跨组织、跨物种的保守死亡标志物。


3. Molecular Cell|人类全谱系细胞衰老多组学图谱 SenCat 项目

文献信息:Anerillas C, Altés G, Gresova K, et al. (2026). SenCat: Cataloging human cell senescence through multi-omic profiling of multiple senescent primary cell types. Molecular Cell. DOI: 10.1016/j.molcel.2026.05.017

研究背景:

SenCat项目系统分析了超过30种衰老模型(涉及14种原代人类细胞类型)的转录组与蛋白质组,旨在绘制人类细胞衰老的多组学图谱。研究的一大挑战是在复杂组织微环境中准确识别衰老细胞。

核心发现:

本研究使用Invent Minute™ 组织/细胞单个细胞核分离试剂盒 SN-047(通用型),该研究揭示了三个关键结论:

无唯一通用标志物:衰老细胞缺乏单一的通用标志物,但共享保守的损伤应答和代谢重编程通路。

机器学习驱动:基于SN-047数据的机器学习模型生成了稳健的衰老评分系统,可跨数据集、组织和物种识别衰老细胞。

体内验证:在多柔比星诱导衰老的小鼠肺和肾脏组织中,SenCat评分成功追踪了不同时间点的衰老细胞动态。

4.Nature Biomedical Engineering|功能性可移植人肠道类器官构建
文献信息:Poling HM, Noël T, Singh A, et al. (2026). Large-scale and innervated functional human gut tissues for transplantation via transient spheroid confinement. Nature Biomedical Engineering. DOI: 10.1038/s41551-026-01688-6


研究背景:


该研究开发了一种“受限培养系统”(CCS),可生成长达8 cm的具有功能性肠神经系统(ENS)的人小肠、结肠和胃组织,大幅简化了传统类器官构建流程。

细胞核提取方案:该研究选用了Invent Minute™ 无表面活性剂完整的核分离试剂盒(NI-024)方案,选择无去垢剂方案的原因值得关注:

核膜完整性:去垢剂可能损伤核膜,导致核基质物质泄漏。对于需要精确鉴定神经元亚型的研究,核膜完整性至关重要。

避免核聚集:去垢剂处理后某些细胞核倾向于聚集,影响单细胞核数据的代表性。

研究结论:
snRNA-seq分析证实,CCS组织成功发育出了兴奋性胆碱能神经元和抑制性氮能神经元,且通过电刺激实验验证了神经肌肉功能。

5. Frontiers in Physiology|脂肪组织抽核方法学优化
文献信息:Thompson JM, Chirivi M, Terrian L, et al. (2026). Nuclei isolation from rat and cow white adipose tissues for single-nucleus RNA sequencing; rat WAT remains a challenge. Frontiers in Physiology, 17:1741037. DOI:10.3389/fphys.2026.1741037

研究背景与挑战:

白色脂肪组织(WAT)因脂质含量高、细胞核浮力大,是公认难处理的样本类型之一。研究团队此前对棕色脂肪和 thoracic aortic PVAT 成功进行了snRNA-seq,但将相同方法应用于WAT时,细胞核捕获量和转录本数均严重不足。

细胞核提取方案:使用Invent Minute™ 脂肪组织/细胞胞质和单个细胞核分离试剂盒 (AN-029)作为本研究的核心试剂,配合优化方案成功将细胞核得率提升至可进行snRNAseq的水平,为后续进一步优化奠定了基础。


四大专用细胞核分离方案精准匹配实验样本

Invent 基于专利离心管柱分离技术,针对不同组织特性定制抽核体系,不用反复摸索条件,开箱即可制备优质细胞核悬液,适配 snRNA-seq、scATAC-seq、核蛋白组等多种下游实验。

SN-047 组织 / 细胞通用单细胞核分离试剂盒|实验室常备首选
✅ 适配样本:新鲜 / 冷冻动物组织、各类体外培养细胞

✅ 核心优势:专属表面活性剂配方,快速裂解细胞膜,显著降低多核、细胞核聚集,全程 30 分钟完成抽核;1–30mg 样本灵活处理

✅ 顶刊背书:Nature 衰老研究脑肾组织、Molecular Cell 衰老肺肾组织

✅ 适用场景:绝大多数组织 snRNA-seq、染色质开放区域测序 scATAC-seq 通用方案


BN-020 神经元组织专用细胞核分离试剂盒|神经研究专属
✅ 适配样本:大脑、脊髓神经组织、人尸检冷冻脑组织

✅ 核心优势:配方专门去除髓鞘杂质,抑制 RNA 降解,高效捕获低丰度稀有神经元亚型

✅ 顶刊背书:Nature Klotho 敲除小鼠脑组织衰老测序

✅ 适用场景:阿尔茨海默、癫痫、神经发育、脑损伤等神经科学研究,珍贵存档人脑样本首选



NI-024 无去垢剂细胞核分离试剂盒|保护核完整结构
✅ 适配样本:新鲜 / 冷冻组织、原代细胞

✅ 核心优势:零表面活性剂,完整保留核膜、染色质天然结构,细胞核分散性好

✅ 顶刊背书:Nature Biomedical Engineering 人肠道类器官功能验证

✅ 适用场景:核蛋白质组、染色质高级结构分析、对去垢剂敏感的特殊测序实验


AN-029 脂肪组织专用核 / 胞浆分离试剂盒|代谢研究利器
✅ 适配样本:白脂肪、棕脂肪组织、脂肪细胞系

✅ 核心优势:抗脂质干扰,同步分离细胞核 + 细胞质组分,解决细胞核漂浮、沉淀困难问题;

✅ 顶刊背书:Frontiers in Physiology 大鼠 / 牛脂肪组织方法学文章

✅ 适用场景:肥胖、胰岛素抵抗、脂肪肝、糖尿病等代谢疾病脂肪样本测序


配套辅助试剂(强烈推荐)
WA-014 抗聚集细胞核存储液 分离后的细胞核极易聚集、RNA 降解,该存储液可长期维持细胞核单分散状态,保障样本短期储存、送检运输过程的数据质量稳定。

小结

从前被视作 “废品” 的冷冻存档组织、难解离致密组织,如今依靠 snRNA-seq 技术重获研究价值。 从神经衰老、代谢疾病到类器官转化医学,Invent 全套细胞核分离试剂盒经过多篇顶刊实验验证,稳定高得率、高纯度细胞核悬液,从源头规避测序背景高、分群模糊、基因检出量低等常见问题。

如果你手上有冷冻临床样本、脑 / 心脏 / 脂肪等难消化组织,正准备开展单细胞核测序项目,一套匹配样本类型的 Invent 试剂盒,就是高分测序文章的起点!

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1、领取全套文献+实操方案
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参考文献

1.Tina Zimmermann; Katherin Bleymehl; Peter Haebel; Johanna Perens; Urmas Roostalu; et al.(2026). Survodutide acts through circumventricular organs in the brain and activates neuronal regions associated with appetite regulation.Molecular Metabolism.DOI 10.1016/j.molmet.2026.102326

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3.James, J. G., McCall, N. M., Hsu, A. I., Oswell, C. S., Salimando, G. J., Mahmood, M., ... & Corder, G. (2026). Mimicking opioid analgesia in cortical pain circuits.Nature.https://doi.org/10.1038/s41586-025-09908-w

4.Alexander Tyshkovskiy; Daria Kholdina; Maria Davitadze; Adrian Molière; Alibek Moldakozhayev; et al.(2026).Universal transcriptomic hallmarks of mammalian ageing and mortality.Nature.DOI 10.1038/s41586-026-10542-3

5.Sami B. Kanaan; A. McDonough; Coline A. Gentil; J. Ojemann; Haynes Heaton; et al.(2026).Microchimerism in the human brain, quantitative assessment and single nuclei profiling establish cell types and diversity.bioRxiv.DOI 10.64898/2026.06.05.730225

6.Anna Kawai; Shingo Suzuki; Hajime Shigeto; Saki Akigawa; Ken‐Ichi Ohta; et al.(2026).Time‐Dependent Effect of BDNF on the Transcriptomes of Cortical Neurons: Induction of Matrix Metalloproteases by BDNF.Journal of Neurochemistry.DOI 10.1111/jnc.70410

7.Carlos Anerillas; Gisela Altés; Katarína Grešová; Dimitrios Tsitsipatis; Krystyna Mazan-Mamczarz; et al.(2026).SenCat: Cataloging human cell senescence through multiomic profiling of multiple senescent primary cell types.bioRxiv.DOI 10.64898/2026.02.05.703986

8.Yang Liu; Sara A. Grimm; Fred B. Lih; Leesa J. Deterding; Robert H. Oakley; et al.(2026). Methionine Deprivation-induced Reprogramming of Hepatic Rhythms Is Mediated by Glucocorticoid Receptor.bioRxiv.DOI 10.64898/2026.05.04.722637

9.Alexander Tyshkovskiy; Daria Kholdina; Maria Davitadze; Adrian Molière; Alibek Moldakozhayev; et al.(2026).Universal transcriptomic hallmarks of mammalian ageing and mortality.Nature.DOI 10.1038/s41586-026-10542-3.

10. Carlos Anerillas; Gisela Altés; Katarína Grešová; Dimitrios Tsitsipatis; Krystyna Mazan-Mamczarz; et al.(2026).SenCat: Cataloging human cell senescence through multi-omic profiling of multiple senescent primary cell types.Molecular Cell.DOI 10.64898/2026.02.05.703986

11.M. Krystkiewicz-Orzechowska; D. Anusewicz; K. Kośla; I. Baryła; Agata Sakowicz; et al.(2026).RNAlater-compatible protocol for nuclei isolation from radical prostatectomy prostate cancer resections, enabling single-nucleus resolution RNA-seq.Scientific Reports.DOI 10.1038/s41598-026-57993-2

12. Yang Liu; Venkataramana Thiriveedi; S. Khumukcham; Babak Mirminachi; Reuben R. Cano; et al.(2026).Aging restricts colorectal tumor growth by epigenetically silencing developmental gene programs.bioRxiv.DOI 10.64898/2026.06.12.731922

13.Congyun Jin; Yasuhiro Go; Junichi Nabekura; Madoka Narushima.(2026).Astrocyte stimulation reopens the window of the critical period for the experience-dependent plasticity of retinogeniculate synapses.bioRxiv.DOI 10.64898/2026.01.14.699178

14.Violeta Chitu; Julia Alvarenga; Wenna Chen; David Reynolds; Yang Liu; et al.(2026).Disruption of CSF-1 receptor-mediated metal ion homeostasis in the murine brain promotes neurodegenerative disease.Journal of Clinical Investigation.DOI 10.1172/JCI200121

15.Holly M. Poling; Théo Noël; Akaljot Singh; Garrett W. Fisher; Konrad Thorner; et al.(2026).Large-scale and innervated functional human gut tissues for transplantation via transient spheroid confinement.Nature Biomedical Engineering.DOI 10.1038/s41551-026-01688-6

16.Thompson JM, Chirivi M, Terrian L,Contreras GA, Watts SW and Nault R.(2026) .Nuclei isolation from rat and cow white adipose tissues for single-nucleus RNA sequencing;rat WAT remains a challenge.Front. Physiol. 17:1741037.doi: 10.3389/fphys.2026.17410375.

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