組織解離液的選擇與優(yōu)化：從原代細(xì)胞分離到單細(xì)胞測序

更新時(shí)間：2025-12-04

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　　在現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中，原代細(xì)胞的獲取是連接組織樣本與下游功能分析（如單細(xì)胞RNA測序）的關(guān)鍵第一步。而組織解離液——即用于將實(shí)體組織分解為單細(xì)胞懸液的酶混合物或化學(xué)試劑——其選擇與優(yōu)化直接決定了細(xì)胞得率、活性及轉(zhuǎn)錄組保真度。因此，合理設(shè)計(jì)解離方案已成為單細(xì)胞組學(xué)研究中的核心技術(shù)環(huán)節(jié)。

　　不同組織類型因其細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）成分、細(xì)胞間連接強(qiáng)度及細(xì)胞類型組成差異，對解離條件的需求迥異。例如，肝臟富含膠原蛋白，需較高濃度的膠原酶；而腦組織神經(jīng)元脆弱，應(yīng)避免強(qiáng)機(jī)械剪切和長時(shí)間酶處理。常用的解離酶包括膠原酶（Collagenase）、胰蛋白酶（Trypsin）、分散酶（Dispase）、透明質(zhì)酸酶（Hyaluronidase）以及DNase I（降解釋放的DNA以降低黏度）。這些酶可單獨(dú)使用，但更常見的是根據(jù)目標(biāo)組織特性進(jìn)行組合，形成定制化解離液。

　　解離液的優(yōu)化需兼顧效率與溫和性。過度解離會損傷細(xì)胞膜、激活應(yīng)激通路，甚至誘導(dǎo)凋亡相關(guān)基因表達(dá)，從而干擾單細(xì)胞測序結(jié)果的真實(shí)性；而解離不足則導(dǎo)致細(xì)胞團(tuán)塊殘留，影響微流控平臺的捕獲效率。為此，研究者常通過預(yù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)評估不同酶配比、作用時(shí)間、溫度及機(jī)械輔助方式（如吹打、振蕩）對細(xì)胞活力（通常以臺盼藍(lán)染色或流式檢測Annexin V/PI判斷）和得率的影響。

　　近年來，商業(yè)化的組織解離試劑盒（如Miltenyi Biotec的Tumor Dissociation Kit、STEMCELL Technologies的Lung Dissociation Kit等）提供了標(biāo)準(zhǔn)化起點(diǎn)，但往往仍需針對特定樣本進(jìn)行微調(diào)。例如，在腫瘤微環(huán)境研究中，為保留免疫細(xì)胞亞群完整性，常在解離液中加入蛋白酶抑制劑或抗氧化劑以減少非特異性激活。此外，冷活性酶（cold-active proteases）的應(yīng)用也逐漸興起，可在4°C下實(shí)現(xiàn)溫和解離，有效抑制應(yīng)激基因表達(dá)。

　　進(jìn)入單細(xì)胞測序流程后，解離質(zhì)量的影響更為顯著。低質(zhì)量的單細(xì)胞懸液不僅導(dǎo)致細(xì)胞捕獲失敗，還可能引入技術(shù)噪音。已有研究表明，解離過程中激活的FOS、JUN等即刻早期基因（IEGs）會在scRNA-seq數(shù)據(jù)中形成“假陽性”信號，誤導(dǎo)細(xì)胞狀態(tài)判讀。因此，部分實(shí)驗(yàn)室采用RNA穩(wěn)定性增強(qiáng)劑（如RNAlater）或在解離緩沖液中添加轉(zhuǎn)錄抑制劑（如Actinomycin D）以控制此類干擾，盡管后者需謹(jǐn)慎評估其對細(xì)胞活性的影響。

　　組織解離液的選擇并非“一刀切”，而是需結(jié)合組織來源、研究目的及下游技術(shù)平臺進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。理想解離方案應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)獲得高活性、高純度且轉(zhuǎn)錄組擾動(dòng)最小的單細(xì)胞懸液。未來，隨著人工智能輔助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與高通量篩選平臺的發(fā)展，解離條件的個(gè)性化定制將更加精準(zhǔn)高效，為單細(xì)胞多組學(xué)研究提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。