单细胞测序技术

单细胞测序，即在单个细胞水平上对基因组进行测序，将基因测序应用到单个细胞水平，对于识别细胞的类型和功能、特定细胞的健康或状态的变化和变异非常重要，在神经生物学、生殖系传播、器官生长和癌症生物学等领域得到了广泛的应用。

单细胞测序技术是一种可以在单细胞水平上对基因组或转录组进行高通量测序分析的新技术。与传统的高通量测序相比，单细胞测序不仅可以分析表型相同的细胞的异质性，还可以获得难以培养的微生物的遗传信息和珍贵的临床样本信息，具有广阔的应用前景。细胞是生命的单位。

目前，基因检测大多是从组织中提取DNA进行测序。实验结果往往是细胞群体中信号表达的平均值，是细胞群体的整体表征，或者只代表数量上占优势的细胞的信息。单个细胞的独特细胞特性通常被忽略。

然而，大量研究发现，同一器官或组织中的同种细胞也表现出明显的异质性，并且每个细胞都有自己独特的表达模式。例如，实体瘤样本的总RNA有一半以上来自非癌细胞(成纤维细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等)，因此癌细胞的信号可能会被隐藏起来。因此，用均值来刻画单个细胞是不合适的，而且可能会丢失许多关键信息。

另一方面，传统的高通量测序方法难以应用于自然界难以培养的微生

物研究、稀有循环肿瘤细胞的转录组分析、胚胎发生最早阶段的分化特征研究、肿瘤异质性和微进化研究等研究领域。随着细胞分选和测序技术的发展，单细胞测序技术应运而生。

(1)单细胞测序技术备受关注。

《自然方法》(Nature Methods)杂志将单细胞研究方法列为未来几年最值得关注的技术领域之一。《科学》杂志将单细胞测序评为本年度最值得关注的六个领域之首。

(2)单细胞测序工艺流程。

1.单细胞分离。

研究单个细胞时，首先要分离单个细胞，确保其生物完整性不被破坏。目前常用的单细胞分离方法有连续稀释法、微操作法、激光捕获微切割法、拉曼镊子法、荧光激活细胞分选法和微流控技术。

2.细胞裂解和基因组获取。

溶解细胞获得基因组(DNA或RNA)是一个关键步骤，要尽可能保证基因组的完整性。目前，细胞裂解方法可分为三大类：物理法、化学法和生物酶降解法。

3.全基因组扩增。

由于单个细胞中的基因含量达不到测序仪的检测线，因此有必要对基

因组进行扩增。目前常用的扩增方法有DNA聚合酶和不同的引物，包括特异引物、简并引物和杂交引物。

4.测序和数据分析。

对单个细胞进行测序，并对获得的数据进行分析。