原创 Shawne 基因慧2020年07月16日 16:41
【导语】单细胞测序技术具有广阔的应用前景。本篇连载主要介绍目前单细胞应用以及相关技术流程，参与文末互动有机会免费获纸质版行研报告。（《基因大数据智能生产及分析》行研报告合作招募进行中）。
文章 | 基因慧 编辑 | Shawne 审核 | 布三少
关键词 | 单细胞技术应用 行研报告
为了弥补传统高通量测序的局限性，单细胞测序技术应运而生，不仅能够分析相同表型细胞的异质性，还能获取难以培养微生物的遗传信息以及珍贵的临床样本的信息。近年来，越来越多地被应用在基础科研和临床研究等方面。
单细胞测序应用现状
△图1：单细胞技术主要应用领域
目前，单细胞分析技术囿于成本并未被广泛应用于市场上，更多的是为科研提供服务，主要应用于在肿瘤、生殖健康、免疫性疾病、新药研发等领域。单细胞测序技术及流程
早期的单细胞以RT-PCR技术为主，后续逐渐被测序（单细胞基因组和转录组等）取代，逐渐从低通量发展到高通量（加以蛋白组方面的质谱技术等）。
单细胞测序实验及分析的流程一般包括：单细胞悬液制备、单细胞分选、文库制备、高通量测序和生物信息分析。下面将对流程中的每个步骤进行简要介绍。
■ 单细胞悬液制备
△图2：单细胞悬液制备流程图
对于单细胞测序，制备单细胞悬液是实验和数据分析的基础。上图为外周血样本、组织样本、贴壁细胞三种样本单细胞悬液制备基本流程。
■ 单细胞分选与文库制备
△图3：主要的单细胞/单细胞核制备方法
单细胞分选与文库制备是单细胞测序的关键步骤，与最终单细胞数据的质量、精准度息息相关。其中，单细胞分选有多种方法，实际使用时需根据样品的实际情况和研究目的来选择合适的方法。
△图4：六种主要单细胞转录组测序方法文库制备比较
单细胞文库的制备根据单细胞组学的不同有着不同的建库方式，其中转录组、基因组、表观组、抗体建库关键点详见报告。
■ 单细胞高通量测序
单细胞建库完成后进入测序环节。目前，常用于单细胞高通量测序仪厂商由Illumina主导，MGI在加速进入市场。单细胞测序实验选择的测序系统主要取决于研究的问题和规模。
■ 生物信息分析和数据解读
报告重点针对带barcode的scRNA-seq数据分析进行阐述，主要分为五个部分：数据预处理、细胞水平分析和基因水平分析、利用数据库、生信软件及平台介绍、生物信息的重难点。对于不同的单细胞测序技术的数据分析，除了数据预处理环节与scRNA-seq类似外，后续的分析更多地立足于研究目的而设计。其他单细胞技术
△图5：单细胞测序技术扩展到多组学和多分子水平
[Ren et al. Genome Biology 2019.19:211]
近年来单细胞行业的发展主要得益于单细胞测序技术的发展。但与此同时，其它单细胞技术也在高速发展，其中有很多能够与单细胞技术互补，为各领域的研究提供更加全面、更加深层的信息。如：质谱流式细胞技术、单细胞多组学技术、多重原位分析及其他空间技术、细胞系谱测定。
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