单细胞技术的重要性与发展历程：从基因异质性到科研新突破

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    为什么使用单细胞技术？

    细胞是生命中最基本的单位。由于生物技术的发展，过去，我们总是提取一块组织或血液来对基因组进行测序。目前，我们得到了许多细胞的平均表达。 ，通常会掩盖每个单元的真实表达信息。具有相同表型的个体可能具有不同的基因型。特征可以由多个不同的基因控制，即异质性。细胞异质性的研究对于揭示生命的奥秘极为重要。稀有细胞，新细胞类型和对细胞差异基因的深入分析的发现可能为我们的科学研究打开了新的门，并加速了科学研究和临床实践的转变。单细胞技术已成为所有科学研究工作的期望！

    单细胞技术是如何发展的？

    早在2009年，北京大学的Tang Fuchu教授发表了第一本单细胞转录组测序文章，该文章是世界上第一个系统地开发单细胞功能性基因组研究系统的第一个。从那时起，该技术几乎每年都在不断地进行创新和优化。随着科学研究的发展，低通量测序无法再满足大量复杂细胞的分析。 10X作为一家专注于单细胞测序的公司，2016年开发了10X细胞基因，以将高通量分类和捕获单细胞捕获到市场上。

    图1单细胞技术发展的编年史

    这是对10倍如何实现单细胞捕获的简要介绍：

    在SCRNA-SEQ中，预注入了大于细胞数量的底漆的凝胶珠。珠子在水相中遇到单个细胞后，通过收集孔的界面形成了油中的水结构。在每个油中的水结构中，细胞裂解释放的mRNA与溶解后微粒携带的寡核（DT）结合，随后使用平台对其进行测序。通过将液滴用作微流体技术来分离单细胞向量，可以快速有效地标记，测序和分析大量单个单个细胞。

    图2 10x scrna-seq原理

    此外，单细胞技术不仅在推出后就引起了很多关注，而且近年来还获得了连续的奖项。 2018年，他被列为十大科学突破之一。 2019年，他被选为年度技术。 2020年1月，他被提名在2020年观看的“ Natue”名单中。

    作为行业的天气趋势，我相信单细胞技术将变得越来越受欢迎。不，使用单细胞测序技术发表的文章也显示出爆炸性的增长。根据统计数据，使用10倍技术发布了3,000多个相关的单细胞文献，并且单细胞测序逐渐成为多个科学研究领域的必看路径。

    在哪里可以应用单细胞技术？

   

    当前，具有低成本，快速，高通量和良好稳定性的单细胞测序主要用于肿瘤，免疫疾病探索，干细胞和其他领域。以下是有关这些指示的一些情况。

    三阴性乳腺癌研究

    主题： - 与PD -l1的细胞 -  in-

    时间：2020年9月

    日记：单元格（如果：30.075）

    使用单细胞RNA，ATAC和T细胞受体序列测序，作者在TNBC患者中构建了肿瘤微环境和外周血液衍生的免疫细胞的高分辨率转录组和表观性动态图，并在系统上比较了反应和反应性患者。肿瘤微环境和外周血免疫特征在不同的治疗计划下阐明了免疫细胞的动态变化，并揭示了抗PD-L1免疫疗法的作用机理，结合了TNBC中的紫杉醇化疗。

    图3 TNBC研究实验途径

    研究小肠肌瘤神经元的多样性

    主题：by -cell RNA

    时间：2020年12月

    日记：（如果：22.865）

    作者使用单细胞转录组测序捕获了总共9141个细胞，保留了4892个高质量的肠神经元进行后续分析，并在降低降低性降低聚类后总共产生了12个肠神经元（ENC）分类群。基于此聚类结果，确认了4个发现的神经元亚群，重新定义了6个亚群，并命名了2个新的亚群。随后，分析了不同细胞态的不同基因，转录因子或关键基因在维持，神经发生和神经元分化中可能具有重要功能的关键基因，并提出了神经元分化途径的新思想。

    图4 ENC子组集群

    川崎单细胞免疫图的研究

    标题： - 急性的细胞RNA血细胞

    时间：2021年9月

    日记：（如果：12.298）

   

    作者使用单细胞RNA和BCR/TCR测序来分析急性KD患者的PBMC。通过对静脉免疫球蛋白（IVIG）治疗前后不同细胞类型的差异表达分析，表明单核细胞是炎症介质的主要来源，并且可能是治疗靶标。通过比较IVIG处理后的免疫细胞类型的动力学，BCR和TCR的克隆膨胀表明浆细胞和效应记忆CD8+ T细胞也参与KD。本研究中发现的先天和适应性免疫反应的单细胞图提供了对KD发病机理和治疗的见解。

    图5 B细胞和BCR的特征

    图6 T细胞和TCR的特征

    肌肉骨骼干细胞分化图的研究

    标题：具有软和硬细胞的干细胞地图集

    时间：2020年10月

    日记：（如果：16.806）

    作者在不同发育阶段使用小鼠四肢的单细胞RNA测序来确定不同发育阶段的细胞组成。结合准时间序列分析，构建并确认了小鼠肌肉骨骼干细胞的发育分化轨迹。此外，对SCX敲除小鼠肢体组织的单细胞分析表明，SCX调节MSSC的自我更新和增殖潜力。研究揭示了肢体发育和再生中肌肉骨骼组织形态发生的复杂分子机制和细胞分化轨迹，为理解肌肉骨骼的发生和发展机制奠定了重要的基础。

    图7野生型和SCX的后肢中的单细胞RNA-seq  - / - 小鼠