一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法技术

本发明专利技术提供了一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法，其特征在于，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法


[0001]本专利技术涉及医学领域，具体涉及一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法
。

技术介绍

[0002]羊膜囊是一对坚韧但薄的透明膜，外膜又称为绒毛膜，包裹着羊膜，是胎盘的一部分，内膜即羊膜，包裹着羊水和胎儿
。
初期的羊水是等渗的，含有碳水化合物
、
蛋白质
、
磷脂
、
脂质
、
尿素和电解质等，随着胎儿排出的尿液增多，羊水的成分发生变化
。
羊水可以保持一致的压力和温度，发挥着缓冲和保护胚胎的作用，并且羊水可以允许胎儿在宫内自由运动，有助于胎儿的肌肉骨骼发育和血液流动，此外，胎儿可以吸入羊水促进肺部正常生长和发育，胎儿在宫内吞咽羊水也有助于胃肠道发育
。
羊水在孕6周时为
207
±
92ml
，
18
周时为
258
±
97ml
，
20
周时为
365
±
88ml
，而羊水细胞的数量异质性较大，孕中期羊水中的细胞数量在
10
～
1000
个细胞
/
μ
l 之间变化，大多数研究认为羊水细胞是与羊水接触的各种胎儿组织脱落细胞组成的，但是羊水细胞的细胞类型及各种细胞类型的数量占比仍旧未知
。
[0003]目前，
《Single
‑
Cell Transcriptomics of Cultured Amniotic Fluid Cells Reveals Complex Gene Expression Alterations in Human Fetuses With Trisomy 18》
首先收集了培养过的二代羊水细胞样本，然后用
10xGenomics
单细胞捕获和测序技术进行单细胞转录组测序，数据用
t
‑
SNE
进行降维聚类分析后，先用
Seurat
包中的
Wilcox
确定特定类群（
Cluster
）中的细胞与所有其他类群（
Cluster
）细胞的差异表达基因，而后用
DESeq2 包确定特定类群（
Cluster
）中的细胞与其他每个类群（
Cluster
）细胞的差异表达基因
。
但是，该方法没有进行细胞谱系和胚层溯源的研究，而根据功能性分析将羊水细胞分为6大类
。
[0004]《scRNA
‑
Seq of Cultured Human Amniotic Fluid from Fetuses with Spina Bifida Reveals the Origin and Heterogeneity of the Cellular Content》
首先将羊水细胞经过5天体外培养贴壁，即收集
P0
代细胞，而后用
10xGenomics
单细胞捕获和测序技术进行单细胞转录组测序，数据用
t
‑
SNE
进行降维聚类分析，测试类群（
Cluster
）中的细胞与其余细胞之间平均表达差异至少为 0.25 倍（对数刻度）且调整后
p
值
<0.05
的基因被认定为差异表达基因，而后用
R
包
clusterProfiler
进行富集分析
, 即选取每个类群（
Cluster
）的差异表达基因并根据
Gene Ontology
中的生物过程作为类别进行分析
。
最后，该研究通过高表达基因鉴定出羊水细胞的4种组织来源，而后又通过高表达基因鉴定出相同组织来源的不同细胞类型，但是，该方法中没有进行胚层来源的分析，不清楚细胞的来源
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法，本专利技术方法对原代细胞进行细胞身份鉴定的过程中细胞未经过培
养，避免了培养过程引起的“细胞筛选”，也避免了培养过程中细胞种类或数量的变化，通过对羊水细胞单细胞进行分类以及通过高表达基因进行细胞身份识别，对羊水样本中原代细胞的分析更准确
。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法，包括以下步骤
;S1 捕获羊水样本中原代细胞中的单细胞并测序，获得羊水样本数据；
S2 获得胎儿细胞数据；
S3 对细胞分群并进行聚类分析；
S4 对没有胎儿细胞分布的类群进行高表达基因身份鉴定；
S5 对羊水细胞身份鉴定并进行器官来源和胚层来源的注释
。
[0007]进一步地，所述
S1
中捕获单细胞并测序的具体步骤为：通过单细胞捕获平台完成单细胞捕获；而后捕获
mRNA
进行反转录，并进行建库测序
。
[0008]进一步地，所述
S2
中获得胎儿细胞数据具体步骤为：采集胎儿的单细胞转录组数据的基因表达矩阵，以及各细胞的细胞类型
、
器官来源信息
。
[0009]进一步地，所述胎儿孕龄与需要分析的羊水样本为相近孕周
。
[0010]进一步地，所述
S3
细胞分群具体步骤为：1）将胎儿细胞数据和羊水样本的数据分别构建
Seruat
对象，其中将样本数据与胎儿细胞数据做映射；2）经
UMAP
聚类分析将细胞分为不同的类群（
Cluster
）；3）统计胎儿数据的不同细胞类型和羊水样本细胞在不同类群（
Cluster
）中分布的细胞个数，每个类群（
Cluster
）中分布最多的胎儿细胞类型认定为该类群（
Cluster
）的细胞种类
。
[0011]进一步地，所述3）中获得多种细胞类型，其中有胎儿细胞分布的类群即可进行身份鉴定，没有胎儿细胞分布的类群进行高表达基因身份鉴定
。
[0012]进一步地，所述
S4
高表达基因身份鉴定具体步骤为：1）用
FindAllMarker
找到没有胎儿细胞分布的类群（
Cluster
）中的高表达基因；2）对没有胎儿细胞分布的类群（
Cluster
）的高表达基因进行筛选，并设置过滤筛选条件；3）用
CellMarker
数据库对没有胎儿细胞分布的类群（
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种鉴定羊水样本中原代细胞的细胞类型和溯源的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1 捕获羊水样本中原代细胞中的单细胞并测序，获得羊水样本数据；
S2 获得胎儿细胞数据；
S3 对细胞分群并进行聚类分析；
S4 对没有胎儿细胞分布的类群通过高表达基因进行身份鉴定；
S5 对羊水细胞身份鉴定并进行器官来源和胚层来源的注释
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
S1
中捕获单细胞并测序的具体步骤为：通过单细胞捕获平台完成单细胞捕获；而后捕获
mRNA
进行反转录，并进行建库测序
。3.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
S2
中获得胎儿细胞数据具体步骤为：采集胎儿的单细胞转录组数据的基因表达矩阵，以及各细胞的细胞类型
、
器官来源信息
。4.
如权利要求3所述的所述的方法，其特征在于，所述胎儿孕龄与需要分析的羊水样本为相近孕周
。5.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
S3
细胞分群具体步骤为：1）将胎儿细胞数据和羊水样本的数据分别构建
Seruat
对象，其中将样本数据与胎儿细胞数据做映射；2）经
UMAP
聚类分析将细胞分为不同的类群（
Cluster
）；3）统计胎...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔杰，严智强，杨婧祎，魏瑗，闫丽盈，朱小辉，邵敏杰，常笛，
申请(专利权)人：北京大学第三医院北京大学第三临床医学院，
类型：发明
国别省市：