10X Genomics 与 Parse Biosciences scRNA-seq 技术的统一对比
A Unified Comparison of 10X Genomics and Parse Biosciences scRNA-seq Technologies
作者对比了来自五项研究的七对匹配 10X Genomics Chromium 与 Parse Biosciences Evercode WT 样本,通过区分 Parse 的引物策略分离引物化学偏差与平台效应。
在单细胞RNA测序领域,微流控液滴与split-pool条形码是两大主导性的高通量建库范式。液滴平台的环境RNA污染早已是公认的混杂因素:悬液中的游离RNA会随细胞一并被捕获并计入表达谱,干扰生物学解读[3],其成分与程度还随实验而异[3]。针对这一问题,学界发展了SoupX、DecontX等事后去污算法[3][2],DecontX还曾比较过不同scRNA-seq方案的污染水平[2];实验端的研究则考察了细胞固定、上样方式与细胞核/细胞制备等可影响污染的参数[4],但同时指出事后算法能否把低质量数据挽救为高质量数据仍不确定[4];Souporcell一类工具还可借助基因型变异估计环境RNA含量[1]。不过,这些认识大多以液滴模型为前提,split-pool平台的系统偏差、以及两平台数据能否互换,始终缺乏系统刻画。
这项研究把两家平台放到同一标尺下比较。作者汇集了来自五项研究、覆盖多种组织和物种的七对匹配样本,逐对比较10X Genomics Chromium与Parse Biosciences Evercode WT,聚焦基因计数与组成差异而非细胞类型分辨率。关键设计在于将Parse的reads按引物策略拆分,从而把引物化学带来的偏差与平台层面效应分开评估。结果显示两类效应基本相互独立,且平台层面的差异远大于引物策略的影响:引物策略在Parse内部引入了GC含量偏差,而无论采用何种引物策略,两平台间均存在一致的组成偏移,并得到核富集与胞质富集转录本差异捕获的支持,作者将其解释为Parse中核RNA的相对富集。作者还采用不假设液滴模型的污染度量,发现Parse的背景RNA污染在量级上与10X相当,与“Parse污染显著更低”的说法相悖。
相对已有认识,这项工作的推进在于把讨论从事后去污与单平台实验优化[2][3][4],转向两大范式的配对头对头比较,并量化出平台效应占主导、且可与化学效应分离;同时用不预设液滴模型的指标,把“哪家污染更低”的争议落到实测层面。对使用者的启示十分直接:两平台的表达测量与细胞类型组成不能直接互换,跨平台合并分析需谨慎对待系统偏移。
当然,研究也有明确边界:比较停留在基因计数与组成层面,未深入细胞类型分辨率;核RNA富集只是基于转录本富集模式的一种解释,其机制尚未验证;如何校正平台间偏移、实现跨平台数据的可靠整合,仍是悬而未决的问题。
- 1.Souporcell: robust clustering of single-cell RNA-seq data by genotype without reference genotypes · Nat Methods 2020
- 2.Decontamination of ambient RNA in single-cell RNA-seq with DecontX · Genome Biol 2020
- 3.SoupX removes ambient RNA contamination from droplet-based single-cell RNA sequencing data · Gigascience 2020
- 4.A contamination focused approach for optimizing the single-cell RNA-seq experiment · iScience 2023
来源:bioRxiv Genomics · biorxiv.org