癌细胞的异质性和复杂性是生物医学领域所关注的热门问题之一。近日，电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室叶安培教授课题组基于自主研发的“拉曼-光镊”技术发展了一种单细胞多模分析方法，为多角度揭示单个细胞的复杂性提供了新的策略。
课题组将无标记、无损的“拉曼-光镊”单粒子操控及检测技术与先进的单细胞测序技术相结合，以胃癌BGC823细胞系为研究对象，成功对同一个单细胞的拉曼光谱和RNA转录组实现了精确检测。为验证该方法的可行性，课题组对不同化疗药物（紫杉醇和二氯乙酸钠）作用后的单个细胞的图像、拉曼光谱和转录组信息进行了全面分析，从细胞的表型、分子结构到基因调控三个不同维度揭示了细胞药敏性和异质性的相关机制。图像直观反映了药物作用后细胞的形态变化；拉曼光谱表征了药物作用后细胞整体分子水平上的改变，转录组信息从基因表达水平上定量反映了药物作用后细胞的代谢变化。实验结果表明，三种模态从不同层次反映了细胞对药物的响应，其结果相互印证、互为补充。该研究为多角度解释单细胞的复杂性提供了新的思路，并为同一单细胞的 “谱学”与”组学”信息之间建立精确的联系奠定了基础。
2020年8月4日，该研究论文《结合拉曼光镊和RNA测序的单细胞多模分析方法》（Single-Cell Multimodal Analytical Approach by Integrating Raman Optical Tweezers and RNA Sequencing）正式发表在美国化学会（ACS）出版的著名期刊《分析化学》（Analytical Chemistry）第92卷第15期 (Anal. Chem. 2020, 92, 15, 10433–10441)上；电子学系2016级博士研究生方藤为第一作者，叶安培为通讯作者。
上述研究得到国家自然科学基金项目(U19A2007，U1636110）以及国家重点研发计划（2017YFC029504）的资助。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c00912
