随着测序技术的不断发展，单细胞转录组测序和空间转录组测序已成为了科研项目的新方向，目前已有相当多的高分文章是基于单细胞转录组测序或空间转录组测序技术。在新的国自然周期即将开始之际，我们聊一聊单细胞转录组测序和空间转录组测序的相关内容和科研思路，希望可以帮助到有需要的朋友。 01 单细胞转录组测序 单细胞转录组测序简介：单细胞转录组测序（Single-Cell RNA Sequencing, scRNA-seq），简单来说，就是在单个细胞水平上，利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术。 单细胞转录组测序意义：对于传统测序（Bulk sequencing）而言，大多是基于多细胞进行的，得到的信号结果也是基于细胞群体信号结果的平均值，无法检测细胞间的差异。然而，在细胞侵袭、转移和耐药性演变中细胞间的差异可能发挥着重要作用；因此，在单个细胞水平上进行的单细胞转录组测序就应运而生，其揭示细胞间异质性信息的功能在肿瘤学、免疫学和神经科学等生物医学领域具有巨大潜力。
应用场景：基于上述优势，单细胞转录组测序在科研方面有着广泛的应用，主要应用场景如下 肿瘤研究：肿瘤细胞异质性；肿瘤细胞分群；新类型细胞的发现；免疫逃避以及耐药性的产生机制；寻找新的致病途径与分子机制。 干细胞分化以及组织器官发育研究：全面剖析干细胞异质性；识别潜在的干细胞；寻找不同类型干细胞的特异性标记（肿瘤干细胞等）；解析干细胞分化和发育的分子机制。 神经系统发育研究：研究神经细胞的异质性以及神经细胞的分群情况，有助于更加深入地理解神经系统的发育以及神经疾病的早期表现。 免疫方向研究：分析并展示病原体导至的免疫细胞高度异质性，从而理解复杂的免疫机制；并且可以发现新的标记基因，结合特定膜蛋白抗体进行验证，便于更深层次地挖掘免疫反应的分子机理。 经典科研思路：如何利用单细胞测序进行课题研究？目前主流的科研思路是针对特定疾病开展单细胞测序，深入挖掘目标细胞亚群的多维度信息（包括来源、去向、靶点、机制、潜在临床应用），并最终通过湿实验进行验证。
02 空间转录组测序 空间转录组测序简介：空间转录组测序（spatial transcriptomics）是从空间层面上解析单个组织切片中的所有mRNA信息，从而能够定位和区分功能基因在特定组织区域内的活跃表达，同时获得细胞的空间位置信息和基因表达数据。 空间转录组测序意义：在单细胞测序过程中，样本细胞被打散，经组织解离以及通过微流控体系时，细胞损失较大，且信息容易失真。此外，制成悬液的单细胞样本会导至细胞空间位置信息的丢失，而空间转录组学测序能够在组织切片中保留mRNA的空间位置，可为研究者提供全新的视角来理解生物过程和疾病机制。 应用场景：基于上述优势，单细胞转录组测序在科研方面有着广泛的应用，主要应用场景如下 肿瘤/疾病研究：肿瘤异质性；辅助分型；疾病发生机制。 免疫微环境分析：微环境中细胞成分及其互作；根据淋巴细胞浸润情况评估免疫治疗的效果。 神经科学研究：探索不同大脑区域的基因表达模式及其与功能的关系；分析不同疾病的组织变化及基因表达特征。 发育生物学研究：研究不同发育阶段的基因表达变化；探索干细胞分化过程中的空间特征与基因表达的关联。 药物开发和个性化医疗：通过分析药物作用后的基因表达变化，理解其作用机制；通过空间表达特征提供个性化治疗方案。 03 单细胞联合空间转录组测序的应用 应用案例：一项通过多重免疫染色、空间转录组和单细胞RNA测序技术的研究揭示了放疗后免疫细胞浸润肿瘤、基因表达动态变化及髓系细胞免疫反应相关基因显著上调。这些发现为寻找个性化免疫治疗靶点并指导联合治疗时机提供了重要信息，实现了“1+1>2”的效果。该研究也发表在了Science Advances上（IF:11.7)。
04 小结 单细胞和空间转录组测序技术均属于前沿基因分析技术，无论您选择哪项，或是联合应用，都会为您的文章“锦上添花”。 |
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