单细胞转录组研究极大地提高了我们对于组织、器官和生物体复杂性的认知，单个细胞中的基因表达特征显示了细胞类型和亚群的空前的多样性，而传统的转录组技术方法无法揭示这些重要信息。

10x Genomics单细胞转录组测序是基于油包水液滴进行单细胞分离，并针对单个细胞内的mRNA 进行扩增和高通量测序的一项新技术。单细胞表达谱的绘制能够完美地揭示细胞间基因表达的异质性，并解释异质性对所研究的生物学问题的贡献度；能够从复杂生物样本中发现表征稀有细胞类型；能够在无参考靶标的情况下发现新的靶点、标志物、细胞类型和状态；能够在成千上万个细胞中同时进行高通量和高分辨率的功能基因的筛选。10x Genomics单细胞转录组测序适用于绝大部分细胞类型，并且已被广泛应用于肿瘤、非肿瘤复杂疾病、遗传健康、免疫、生殖发育、神经、植物、微生物等众多方向。

技术路线:

技术优势:

•高通量单细胞分析方法中具有高的灵敏度、准确性和一致性；

•能够实现快速分选，一次可对1000-10000个细胞进行建库；

•具有极高的灵敏度，细胞捕获效率高达65%；

•实验流程简单，细胞大小选择更灵活；

•双细胞比例仅为0.9%/1000个细胞；

•同时适用于单核转录组测序。

样品类型：单细胞悬液，不含Ca2+和Mg2+

样本状态：细胞直径< 40 μm，细胞活性>90%，镜检无可见细胞成团或杂质

样品需求量：细胞数目≥ 1×105 cells/sample；细胞浓度7×105~1.2×106/ml

数据分析内容:

结果展示:

图 细胞类型鉴定及marker展示

图 细胞亚群分析及基因集打分

图 拟时轨迹分析

图 细胞通讯分析

Frontiers in Immunology：CD8+ T细胞的高干扰素γ（IFN-γ）特征能够预测胃癌对新辅助免疫治疗联合化疗的反应

T细胞（n = 11086）是GC患者肿瘤中常见的免疫细胞类型。对这些T/NK细胞进一步聚类发现了11个亚群（图A），虽然PT和OT样本的T细胞亚群大部分相同，但OT样本中CD4 CXCL13和CD4 TCF7细胞主要富集，PT样本中CD8 CXCL13细胞富集（图B, C）。

在CD8+ T细胞的三个亚群中，CD8 CXCL13细胞表现出高表达的抑制性受体（CTLA4, PDCD1和TIGIT）和细胞因子/效应物（CXCL13, GNLY和GZMA），表明CD8 CXCL13中细胞毒性和耗竭状态并存（图D）。CD8 CXCL13细胞比CD8 GZMK和CD8 HSPA1A细胞具有明显更高的细胞毒性和耗竭特征（图E, F）。对PT和OT样本间CD8+ T细胞差异表达基因富集分析发现OT样本中上调的基因富集在p53和IL2 STAT5通路中，而PT样本上调的基因与IFN-γ/α反应相关（图G）。

相应地，进而发现PT样本中的CD8+ T细胞的IFN-γ特征表达更高（图H）。有趣的是，与TRG2-3组相比，TRG0-1组患者在基线样本中的CD8+ T细胞或所有T细胞亚群中IFN-γ评分显著更高（图I, J）。更重要的是，bulk测序数据显示TRG0-1组和TRG2-3组IFN-γ特征的结果一致（图K）。这些结果表明，IFN-γ评分更高预示着对联合治疗具有更好的响应。

图 治疗过程中CD8+ T细胞表达特征的变化

FASEB Journal：单细胞RNA测序技术揭示了ESCC中上皮细胞、成纤维细胞和免疫细胞的转录异质性

对上皮细胞进行细胞亚群分析发现了13个亚群，亚群主要以样本区分开能够反映瘤间异质性。对来源于肿瘤和正常组织的上皮细胞进行差异分析发现490个基因存在显著差异，其中一些基因包括IFI6和TGFBI的高表达显示出ESCC患者较差预后。GSVA分析显示多数hallmark基因集富集在肿瘤上皮细胞中。拷贝数分析并未显示肿瘤样本有显著的CNV改变。

图 ESCC上皮细胞转录异质性

1.单细胞转录组测序相关的研究需要很大的样本量吗？

答：在某些研究领域或参考文献中，我们经常能看到样本量较小的设置，其实对于单细胞研究来说，单个细胞其实就是一个生物学重复，一个样本中就存在多个细胞的重复。因此，一些样本量较少的设计往往也能发表不错的文章，发现很多的数据结果。

2.单细胞转录组测序后续验证实验还能怎么做？

答：常见的后续验证实验包括对检测到的特定细胞类型进行定量验证，如流式细胞术检测细胞占比；对特定细胞的marker进行RNA或蛋白水平验证，如组化染色、免疫荧光染色、RNA原位杂交、流式分选等；对发现的关键细胞类型或基因进行功能研究，如对某种细胞进行干扰处理观察对模式动物的表型影响。