福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织作为临床中宝贵的病理档案资源，广泛用于长期样本保存。然而，甲醛固定过程导致RNA发生交联、修饰甚至降解，完整细胞核的提取面临诸多挑战。传统的机械匀浆或高温酶解方法常造成核提取效率低、RNA质量差，严重影响下游转录组数据的准确性与可用性。近日，东南大学生物科学与医学工程学院赵祥伟教授团队在《Nature Communications》发表研究论文“snCED-seq: High-fidelity cryogenic enzymatic dissociation of nuclei for single-nucleus RNA-seq of FFPE tissues”。该研究构建了一种高保真的细胞核提取策略-低温酶解离（CED）法，并结合随机引物捕获全转录组，成功实现了FFPE样本的高通量单核RNA测序（snCED-seq）。该技术显著提升了FFPE组织细胞核提取的效率与RNA完整性，为历史病理样本在单细胞水平的重解析提供了可行路径，也为临床大规模样本组学研究打开了新局面。
本研究的核心创新在于建立了一套全新的低温酶解核提取策略（CED），专为FFPE及PFA固定组织优化设计。该方法突破传统高温酶解（HED）流程，采用更温和的表面活性剂sarcosyl替代SDS或Triton，结合蛋白酶K在低温条件下高效释放细胞核，避免高温损伤RNA，同时省去超速离心与过滤步骤，最大程度保留核结构与核内RNA的完整性，为FFPE样本的单核RNA测序提供了高保真的细胞核来源。该策略不仅适用于组织切片，也兼容石蜡包埋组织块，显著提升了FFPE样本在疾病机制研究中的实用性与通用性。进一步地，我们结合基于随机引物的建库方式，能够同时捕获polyA和非polyA的转录本，有效克服FFPE样本中RNA降解和泄漏所带来的数据缺失问题（图1）。
图1.使用snCED-seq处理FFPE样本的工作流程。
此外，本研究首次在阿尔茨海默症模型（5xFAD）与野生型小鼠的FFPE海马组织中应用snCED-seq技术，成功获取约6.2万个高质量核。通过无监督聚类和参考数据监督式双重注释，共鉴定出22个细胞亚群，涵盖11类主要细胞类型。值得注意的是，我们识别出两类疾病相关小胶质细胞（DAM）：Micro2和Micro3。其中Micro3虽数量稀少，却富集表达AD关键基因App，提示其可能在疾病早期进程中发挥核心作用。星形胶质细胞与少突胶质细胞中同样观察到显著的阿尔茨海默症相关转录扰动，分别鉴定出2个DAA和DAO亚群，进一步揭示了脑胶质细胞在疾病发生中的异质性特征。此外，研究团队还将snCED-seq技术拓展至人类FFPE样本，仅在单张50μm厚的FFPE肺旁癌组织切片，即可高效分离出约15万个高纯度细胞核，并成功鉴定出多种主要细胞类型及其新型标志基因，进一步验证了该方法的通用性与临床适应性。
该论文通讯作者为东南大学生物科学与医学工程学院赵祥伟教授，第一作者为东南大学生物科学与医学工程学院博士生郭云霞、上海市营养与健康研究所博士生马俊杰和硕士生齐瑞成。该研究得到多项国家自然科学基金项目的资助。
