為什麼需要單細胞解析
傳統 bulk 分析將數萬個細胞的訊號平均化,掩蓋了組織內部的異質性(heterogeneity)。在腫瘤免疫微環境(tumor microenvironment, TME)中,T cell、巨噬細胞、調節性 T 細胞(Treg)與腫瘤細胞交織共存,唯有單細胞層級的解析,才能釐清各細胞族群的狀態與彼此的交互作用。
從 scRNA-seq 到多組學整合
單細胞多組學(single-cell multiomics)不只看轉錄體,更同時整合多個層面的資訊:
- scRNA-seq:解析每個細胞的基因表現譜,定義細胞亞群
- CITE-seq:以寡核苷酸標記抗體同時測定表面蛋白與轉錄體
- scATAC-seq:揭示染色質可及性與調控元件
- TCR/BCR-seq:追蹤免疫受體的 clonotype 與選殖擴增
將這些層面整合,研究者能描繪出細胞「身分、狀態、調控、選殖史」的完整輪廓。
在免疫療法中的應用
了解哪些 T cell 亞群真正具有殺傷腫瘤的能力,是設計有效免疫療法的關鍵。
單細胞多組學協助辨識 exhausted T cell、tissue-resident memory T cell 等亞群,並找出與療效相關的 biomarker。在 CAR-T 與 checkpoint inhibitor 的研究中,這些資訊可用於:
- 評估治療前後免疫細胞組成的變化
- 預測病患對療法的反應性
- 發掘新的治療標的與組合策略
實驗設計的考量
高品質的單細胞數據始於高品質的樣本與試劑。樣本解離(dissociation)需兼顧細胞活性與完整性;CITE-seq 所用的寡核苷酸標記抗體則需經嚴格驗證,確保專一性。BioLegend 的 TotalSeq™ 系列即為此類應用設計,搭配 MojoSort 進行前端富集,可進一步提升目標族群的解析度。
結語
單細胞多組學讓我們以前所未有的解析度觀察免疫系統。對於投入免疫療法研究的實驗室而言,選對驗證完整的試劑與合適的前處理流程,是取得可靠結論的第一步。