染色質構象捕獲(Chromatin Conformation Capture, 3C)技術是研究基因組三維空間結構的重要工具,其衍生技術使得在單細胞或微量細胞水平解析染色質高級結構成為可能。近年來,微量細胞染色質構象捕獲技術(如single-cell Hi-C、DNase Hi-C、Low-input Hi-C等)在細胞技術研發領域取得顯著進展。這些技術通過優化細胞裂解、酶切、連接和建庫步驟,實現在數百至數千個細胞中高效捕獲染色質相互作用,突破了傳統技術需要大量細胞的限制。
在小鼠造血譜系研究中,微量細胞染色質構象捕獲技術展現出獨特價值。造血系統包含多能干細胞、祖細胞及各類成熟血細胞,其分化過程伴隨染色質結構的動態重組。通過該技術,研究人員能夠:1)揭示造血干細胞向紅系、髓系、淋系分化過程中拓撲相關結構域(TADs)和染色質環的重新配置;2)發現關鍵轉錄因子(如GATA1、PU.1)在三維基因組架構調控中的作用機制;3)解析造血異常疾病(如白血病)中染色質空間組織的病理改變。
實際應用中,該技術結合小鼠模型和細胞分選技術,實現了對稀有造血祖細胞(如LT-HSC、MPP)的特異性分析。例如,通過比較正常與突變型小鼠的造血細胞,研究人員發現了與造血分化相關的增強子-啟動子互作網絡,為理解造血發育的表觀遺傳調控提供了新視角。
盡管微量細胞染色質構象捕獲技術仍面臨信噪比低、數據復雜性高等挑戰,但其在解析細胞異質性、追蹤發育動態過程中的優勢日益凸顯。隨著單細胞多組學技術的整合與計算方法的發展,該技術有望在造血譜系研究及其他生命科學領域發揮更大作用,推動細胞技術研發邁向新的高度。