单细胞分析具有研究个体细胞如何影响疾病和对治疗有反应的巨大潜力，但缺乏成本效益和用户友好的仪器仍然具有挑战性。正如Nature Communications中发表的一项研究所述，纽约基因组中心(NYGC)和纽约大学(纽约大学)的研究人员已经采取措施，

通过开发3D打印，便携式和低成本，促进广泛获取单细胞测序。成本微流体控制器。为了证明该仪器在临床环境中的实用性，研究人员在特殊外科医院(HSS)部署了该装置，用于研究类风湿性关节炎(RA)患者的滑膜组织。

在这项研究中，研究人员描述了3D打印的定制设备，该设备连同其电子和气动元件，可以很容易地获得和组装，总成本约为600美元，是可比商业系统成本的一小部分。该设备占用的占地面积也小，不会比纸巾盒大得多。“大多数商业微流体仪器都非常昂贵;因此，并非每个实验室都能获得令人兴奋的单细胞分析技术，“NYGC技术创新实验室的高级研究工程师William Stephenson博士说，他领导了该仪器的开发，并且是该研究的主要作者。“我们设计的仪器可以进行液滴微流体，特别是Drop-seq，一种用于单细胞RNA测序的大规模并行技术。”

该研究小组与风湿病学研究和疾病治疗领域的全球领导者HSS的研究人员和临床医生合作，使用该仪器对RA患者的关节滑膜组织进行分析。RA是一种自身免疫性疾病，影响1%的人群并且与关节疼痛性肿胀有关。由于患者肿胀关节中发现的细胞多样性，RA的确切原因尚未确定和混淆。

控制器的便携性允许患者样本在现场和手术后立即处理，最小化处理和运输以优化样品质量。研究人员从5名RA患者中收集了总共20,387个细胞的样本，并观察了每个细胞的个体基因表达模式。“这个数据集使我们有机会识别可以推动RA进展的单个细胞亚群，即使它们之前没有被表征过，”NYGC的核心教员，纽约大学生物学助理教授Rahul Satija博士说。和研究的资深作者。

通过分析完整的数据集并搜索相似细胞簇，研究人员确定了13组，分别代表浸润性免疫和发炎的间质细胞群。特别感兴趣的是具有显着不同的基因表达模式的不同成纤维细胞群。“手术切除大约一小时后，来自患者组织的单个细胞被标记为单细胞测序。通过这项工作，我们将未被识别的成纤维细胞亚型分类，这些亚型可能被证明是我们RA患者的重要药物靶点，“劳瑞·唐纳林，HSS精准医学实验室联合主任，威尔康奈尔医学助理教授，以及第一作者研究。研究人员能够使用流式细胞仪验证这些多组的存在，

该数据集是朝着为RA患者的滑膜组织创建全面的“细胞图谱”迈出的一步。展望未来，研究人员正在编制其他RA患者的数据，并旨在从其他关节炎病症(如银屑病关节炎和骨关节炎)中获取患者样本。此外，他们计划使用CITE-seq，这是一种在NYGC的技术创新实验室开发的技术，通过测量除转录组之外的表面蛋白的存在，更精确地对细胞类型进行分类。他们还设想该技术可用于分析难以在标准实验室中研究的样品，例如生物防护设施中的高感染性样品或在野外研究环境中收集的样品。为了促进其在科学和医学界的广泛使用，该仪器已完全“开源”。仪器的说明和装配手册可在流行的微流体库Metafluidics(https://metafluidics.org/devices/minidrops)上在线找到。“我们希望这种仪器能够降低在基础研究和临床环境中进行单细胞转录组分析实验所带来的障碍，”Stephenson博士说。