《Science》雜志上報道了一項新的細(xì)胞應(yīng)答篩選技術(shù)——sci-Plex，可以收集不同的細(xì)胞，并顯示被藥物處理時單個細(xì)胞發(fā)生的變化，相比于目前典型的高通量化學(xué)篩選法（HTS），不只局限于粗略的讀數(shù)（如細(xì)胞存活率，增殖或細(xì)胞形狀的變化），或特定的分子發(fā)現(xiàn)，這為探索藥物機(jī)制提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)。

DOI: 10.1126/science.aax6234

通過將細(xì)胞核的標(biāo)記技術(shù)和單細(xì)胞組合索引（sci-RNA-seq）合并，使得分析在單細(xì)胞分辨率下以經(jīng)濟(jì)有效的方式完成，該項技術(shù)被稱為“sci-Plex”。

sci-Plex：細(xì)胞哈希和多樣本sci-rna-seq結(jié)合檢測

結(jié)果顯示，散列寡核苷酸以一種與sci-RNA-seq兼容的方式穩(wěn)定地標(biāo)記細(xì)胞核，促進(jìn)了絕大多數(shù)種間(95.5%)和種內(nèi)雙重態(tài)的鑒定，且不易察覺。

為了評估sci-Plex和HTS，研究人員將其應(yīng)用于K562（白血?。?，A549（肺癌）和MCF7（乳腺癌）的三種癌細(xì)胞系的篩查中，用188種用于癌癥，HIV和自身免疫性疾病的藥物處理他們，細(xì)胞用小的單鏈DNA的核散列標(biāo)記。研究人員總共對大約5000個獨(dú)立樣本中的65萬個單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄序列進(jìn)行描述，區(qū)分通用和細(xì)胞系特異性分子對每種化合物的反應(yīng)。

sci-Plex可以在一個實驗中對數(shù)千種化學(xué)擾動進(jìn)行全局轉(zhuǎn)錄分析

均勻流形近似和投影（Uniform Manifold Approximationand Projection，UMAP）將每個細(xì)胞系的大部分細(xì)胞投射成一個中心團(tuán)塊，旁邊是較小的團(tuán)簇。實驗中，最高劑量的藥物處理后，只有52種(27%)化合物導(dǎo)致癌細(xì)胞存活率下降50%或更多。

其中，癌癥藥物組蛋白去乙?；?histone deacetylase，HDAC)抑制劑對細(xì)胞處理的化合物反應(yīng)最顯著，研究人員更深入地研究了HDAC抑制劑的作用方式，發(fā)現(xiàn)基因調(diào)節(jié)的變化與這些抑制劑通過阻止獲取能量來阻止癌細(xì)胞增加相一致。

HDAC抑制劑共同轉(zhuǎn)錄應(yīng)答表明缺乏乙酰輔酶A

隨著染色質(zhì)結(jié)合乙酸鹽的增加，這些轉(zhuǎn)錄反應(yīng)表明HDAC抑制的細(xì)胞中，其乙酰輔酶A儲備會隨之減少。

總體而言，Sci-Plex結(jié)果表明可以將其縮放至數(shù)千個樣品，以靶向多種生化途徑，催化劑，調(diào)節(jié)劑和作用方式。

資深作者Trapnell說：“這項研究可以幫助醫(yī)學(xué)研究人員了解某些藥物如何產(chǎn)生作用，細(xì)胞階段如何影響療效，以及為什么某些藥物只對特定細(xì)胞有效?！?

參考資料：

[1] Techniqueshows how individual cancer cells react to drugs

[2] Sanjay RSrivatsan, José L. McFaline-Figueroa, Vijay Ramani, Lauren Saunders, JunyueCao, Jonathan Packer, Hannah A. Pliner, Dana L. Jackson, Riza M. Daza, LenaChristiansen, Fan Zhang, Frank Steemers, Jay Shendure, Cole Trapnell. Massivelymultiplex chemical transcriptomics at single cell resolution. Science, 2019;eaax6234 DOI: 10.1126/science.aax6234