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瑞兴生物RXBio

多组学技术服务与深度数据挖掘 · 从研究设计到实验验证的全流程支持
Single-cell Full-length Transcriptome · scFAST-seq

单细胞全序列转录组

在提升基因全长检测范围的同时,扩展 lncRNA、病毒和组蛋白 mRNA 等非 polyA RNA 的检测能力——适用于肿瘤突变溯源、共突变、病原感染与宿主互作、lncRNA 调控网络、用药指导与 biomarker 筛选等研究。

  • scFAST-seq
  • 12N7K 半随机引物
  • 全长覆盖
  • non-polyA RNA
  • 突变 + 可变剪接
12k细胞单样本最高捕获 12,000 细胞
全长覆盖mRNA / lncRNA / 病毒 RNA
<5%rRNAblocker 定向阻断 rRNA / mt-rRNA
Cell主刊技术已助力 Cell / Nature Communications 发文
01

技术简介

单细胞全序列转录组(scFAST-seq,Full-length RNA Sequence Transcriptome sequencing)基于寻因生物 SeekOne® DD 数字液滴平台:凝胶珠上的 Cell Barcode 与 UMI 分别标记细胞和 RNA 分子,再用 12N7K 半随机引物替代传统 oligo-dT 捕获 RNA——在转录本的多个位点启动逆转录,实现对 RNA 的全长覆盖。

同时,通过 blocker 对 mt-rRNA 和 rRNA 进行定向阻断,减少数据浪费,能有效获得除 mRNA 以外的非编码 RNA 信息。得益于上述技术改进,scFAST-seq 在突变检测、lncRNA 检出与可变剪接事件检出方面具有独特优势——可变剪接、融合断点、驱动突变大多写在转录本中段,只测 3′ 端的常规方案从原理上就"看不见"它们。

单细胞全序列转录组 scFAST-seq 技术原理示意图:12N7K 半随机引物在转录本多个位点启动逆转录,配合 TSO 模板转换实现 RNA 全长覆盖,blocker 阻断 rRNA 与 mt-rRNA
scFAST-seq 技术原理:12N7K 半随机引物全长捕获 + blocker 定向阻断 rRNA
02

技术优势

优势 1

实现转录组全长覆盖

12N7K 半随机引物在转录本多个位点启动逆转录,Read1 / Read2 两端信息同时覆盖全长,突变、可变剪接不再"藏在测不到的中段"。

scFAST-seq 转录本覆盖度与长度分布:多物种样本中 mRNA 与 lncRNA transcript 全长覆盖曲线
转录本覆盖曲线与 mRNA / lncRNA 长度分布
优势 2

lncRNA 的检出数量和丰度增加

摆脱 polyA 依赖,lncRNA、circRNA、组蛋白 mRNA 等非 poly(A) 转录本被有效捕获,细胞聚类与类型注释信息更完整。

基于 scFAST-seq 的单细胞 UMAP 聚类与各细胞类型注释结果
单细胞聚类与细胞类型注释
优势 3

提高 mRNA 和 lncRNA 可变剪接事件检出率

全长覆盖带来更高比例的 splice junctions 检出,人、小鼠等样本中剪接事件数量显著高于常规 3′ 方案。

scFAST-seq 与常规 3' 方案的可变剪接事件(splice junctions)检出数量对比柱状图
Splice junctions 检出数量对比
优势 4

构建 lncRNA-mRNA 调控网络

lncRNA 与 mRNA 同批检出、同细胞定量,可构建共表达调控网络,定位调控关系与关键节点分子。

基于 scFAST-seq 构建的 lncRNA-mRNA 共表达调控网络图
lncRNA-mRNA 共表达调控网络
优势 5

实现跨物种研究(可检出病毒序列)

随机引物无偏好捕获,不挑 polyA 尾巴——病毒、微生物来源的 RNA 可被检出,支持病原感染与宿主互作研究。

病毒感染样本 UMAP 聚类:scFAST-seq 检出病毒 RNA 阳性细胞群(viral_infected)
病毒 RNA 检出:感染阳性细胞群定位
优势 6

提高突变的检出

配合靶向区域富集(Panel),可在单个细胞中同时检测体细胞突变与细胞状态,实现突变溯源与共突变分析。

单细胞水平突变检出:KRAS G12S 与 EGFR 19del 突变细胞在 UMAP 上的定位与野生型对照
KRAS G12S / EGFR 19del 突变检出
03

研究领域

01

单细胞水平突变检测研究

鉴定驱动突变细胞来源 · 探索突变亚型微环境特征 · 检测共突变及转移性 · 分析细胞分化及突变轨迹

02

non-polyA mRNA 检测研究

更高比例的 non-polyA 基因(如组蛋白等)检测 · 实现 non-polyA 物种(如病毒等)的检测

03

Noncoding RNA 检出

实现全长及更高比例的 Noncoding RNA 检出,覆盖 lncRNA 等 non-polyA 转录本

04

Splice junctions 检出

实现更高比例的 Splice junctions 检出,支撑亚型分类与剪接调控研究

04

实验流程

1

方案设计

明确分组、细胞数与是否加突变 Panel

2

样本制备

组织解离制备单细胞悬液(新鲜 / 冻存 / 短时固定均可)

3

细胞质检

活率、浓度、结团率检测

4

液滴捕获与逆转录

SeekOne® DD 油包水液滴,barcode + UMI 标记,12N7K 引物启动逆转录

5

建库测序

blocker 阻断 rRNA,cDNA 扩增建库,PE150 上机

6

分析交付

标准分析、变异 / lncRNA / 剪接分析与报告解读

05

样本要求

样本类型建议送样量保存与运输
新鲜实体组织推荐≥ 200 mg(穿刺样本建议 2 条以上;特殊组织见下方细则)PBS 或生理盐水洗去血液后,放入加满组织保存液(MACS Tissue Storage Solution,货号 130-100-008)的样本保存管中,完全浸没样本,封口膜密封,泡沫纸 / 棉花缠裹防震,禁止样本直接接触冰袋;泡沫盒内放 2~3 个 −20℃ 预冷生物冰袋 4 ℃ 运输(不可用 −80℃ 冰袋,会冻伤组织),顺丰 48 h 内可达优先,超 48 h 建议高铁快送
新鲜血液 / 骨髓人全血 4–6 mL、小鼠 ≥ 1 mL(其他物种 1–5 mL);骨髓血 4–6 mL、骨髓组织 ≥ 200 mg紫头 EDTA 抗凝管,冰袋(2–8 ℃)湿冰运输,24 h 内送达;默认提取 PBMC,48 h 内寄送仍可处理,骨髓组织运输同新鲜实体组织,冲出的骨髓细胞按悬液样本同血液寄送;24 h 后中性粒细胞偏高风险增加(关注粒细胞请提前沟通)
细胞系 / 单细胞悬液浓度 700–1,200 个/μL,总量 10 万以上;活性 > 90%、结团率 < 10%、有核率 > 70%、直径 5–40 μm低吸附无 RNA 酶管,冰袋湿冰运输(参考血液类);培养细胞用培养瓶装满培养基常温运输,夏季防高温、冬季防冻
冻存组织≥ 200 mg修剪出目的组织、无菌纸吸干表面水分,液氮速冻后 −80 ℃ 保存,干冰运输;建议使用冻存 1 个月内样本,需通过 total RNA 质检(RIN > 7)
冻存细胞活细胞 ≥ 1×10⁶(冻存复苏有损耗,活性越高越好)细胞冻存液梯度冻存、液氮保存,干冰运输,避免室温久置;送样后一个月内处理
特殊组织送样量细则(常规 ≥ 200 mg 之外)
需加量组织正常肠 / 胃 > 300 mg;皮肤 / 黑色素瘤 > 300 mg;胆管胆囊 > 300 mg;生殖类 / 胎盘蜕膜 > 300 mg;脂肪 > 300 mg;动脉 / 静脉 / 血栓 / 心脏瓣膜 > 400 mg;硬骨 / 软骨、肌腱韧带 > 500 mg;牙龈 / 牙根髓 > 50 mg;眼科人 > 50 mg(小鼠每次 2 只 4 个组织)
建议抽核的组织脑(关注神经元)、心 / 肝(功能细胞较大)、心肌与肌肉、成熟脂肪等建议抽核送样;小鼠心 / 肝取样建议灌注去除组织间血液

* scFAST-seq 对 RNA 部分降解的容忍度较高,冻存或短时甲醛固定样本仍可稳定捕获;但冻存样本仍需通过 total RNA 质检(RIN > 7)。取样与送样细节请对照《武汉瑞兴生物单细胞类相关产品送样取样建议》;送样前请与业务经理确认并索取《样本信息单》。

06

分析内容

标准分析 STANDARD

  1. 数据质控与比对rRNA 占比、Genebody 分布均匀性、Actin reads 分布、测序数据饱和度、参考基因组比对
  2. 单细胞表达矩阵细胞判定、基因定量
  3. 细胞聚类与类型鉴定聚类分析、Marker 基因分析、功能注释与分析
  4. 单样本 / 多样本分析样本间细胞组成与表达比较
  5. 分组比较分析不同分组细胞类型比较、差异基因分析

高级分析 ADVANCED

  1. 变异分析单细胞水平 SNV / InDel 检出、突变细胞来源鉴定、共突变分析
  2. lncRNA 分析lncRNA 检出定量、lncRNA-mRNA 共表达调控网络
  3. 可变剪接分析splice junctions 检出、亚型特异性剪接事件、PSI 分析
  4. 融合基因与新转录本融合断点、新转录本发现
  5. 病毒序列检测病原感染与宿主互作分析
07

应用案例

Nature
Communications
IF 18.1 2025 · 北京市神经外科研究所 / 北京天坛医院 谢微嫣、李储忠团队 & 国家生物信息中心 刘肇祺团队

单细胞全序列转录组解析垂体神经内分泌肿瘤:剪接多样性增强分子分类

Splicing diversity enhances the molecular classification of pituitary neuroendocrine tumors

  • 样本设计264 例 PitNET 患者 + 4 例正常垂体行 bulk RNA 测序(涵盖 3 个 TF 谱系、10 种临床病理亚型);180 例独立验证队列;14 例 PitNET + 2 例正常垂体行单细胞全序列转录组测序,鉴定 13 个主要细胞簇
  • 研究背景垂体神经内分泌瘤(PitNETs)是常见颅内肿瘤,现有病理学分类依赖组织学激素染色和转录因子表达,无法完全捕获其肿瘤异质性
研究发现
  • PitNET 表现出广泛的剪接多样性,剪接特征在区分亚型上优于整体基因表达,并在 180 例独立验证队列中得到证实
  • 单细胞全序列测序证实亚型特异性剪接景观:相同剪接模式在细胞簇间复制、肿瘤间亚型完美匹配,总结出 45 个高置信度亚型特异性剪接事件
  • 剪接失调与 RBP 活性密切相关:ESRP1 是塑造 TPIT 谱系剪接多样性的关键调控因子(82% 的 TPIT 相关剪接事件含 ESRP1 结合基序,敲低 / 过表达实验验证)
  • 依据剪接特性细分沉默型 ACTH 亚组:ESRP1 低表达 / 高 PSI 组预后更差,为 PitNET 分类与预后评估提供新依据

阅读原文 doi: 10.1038/s41467-025-56821-x →

查看更多单细胞案例 →

08

常见问题

scFAST-seq 和常规 3′ 单细胞转录组测序怎么选?
做常规细胞图谱、细胞类型注释,3′ 方案性价比更高;如果研究问题是可变剪接、突变检测、lncRNA / 病毒等 non-polyA RNA、融合基因或新转录本,选 scFAST-seq。注意 scFAST-seq 覆盖全长,对测序数据量要求更高,成本相应增加。
每个样本需要测多少个细胞?
单样本最高可捕获 12,000 个细胞;常规研究 5,000–10,000 个细胞/样本即可,稀有亚群研究建议提高细胞数或先富集目标细胞。
样本没法及时送到,可以冻存吗?
可以,而且 scFAST-seq 对 RNA 部分降解的容忍度较高——冻存或短时甲醛固定样本仍可稳定捕获、准确检出,适合珍贵或部分降解样本。细胞悬液可程序降温冻存;请提前与商务经理沟通。
风险告知:冻存样本仍存在 RNA 降解和细胞活性下降的风险,可能影响数据质量。
禁止直接冷冻:严禁将新鲜组织或细胞直接放入 -80℃ 冰箱而不经过液氮速冻或程序降温。
想做单细胞突变检测,需要额外加 Panel 吗?
转录本随机覆盖即可检出部分突变;若目标突变明确(如 KRAS G12S、EGFR 19del 等),配合靶向区域富集(Panel)可显著提高灵敏度,在单个细胞中同步获得突变状态与细胞类型信息。
项目周期一般多长?
样本合格后,建库测序约 3-4 周,标准分析约 1–2 周;变异 / lncRNA / 剪接等高级分析按需求另行约定。
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