最近幾年，關(guān)于單細(xì)胞測序的報(bào)道日益增多，越來越多與單細(xì)胞測序有關(guān)的研究也發(fā)表在頂級期刊上，這些都表明，單細(xì)胞測序已逐漸成為科研熱點(diǎn)。作為“在單個(gè)細(xì)胞水平上對基因組進(jìn)行測序”的單細(xì)胞測序技術(shù)能夠解決上述難題。與傳統(tǒng)的全基因組測序相比，單細(xì)胞測序不僅測量基因表達(dá)水平更加精確，而且還能檢測到微量的基因表達(dá)子或罕見非編碼RNA，其優(yōu)勢是全方位和多層次的。

單細(xì)胞測序應(yīng)用實(shí)例

單細(xì)胞測序技術(shù)應(yīng)用于癌癥無創(chuàng)診斷

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物動態(tài)光學(xué)成像中心白凡研究員和謝曉亮教授團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院的王潔教授團(tuán)隊(duì)合作共同在《PNAS》上發(fā)表文章，對于癌癥病人單個(gè)外周血循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）的全基因組、外顯子組進(jìn)行了高通量測序，發(fā)現(xiàn)在某一類肺癌患者的所有循環(huán)腫瘤細(xì)胞中存在著一種特定的基因拷貝數(shù)變異（CNV）模式，而不同癌種CTC細(xì)胞的基因組拷貝數(shù)變異模式不同，為癌癥的早期診斷提供了全新的契機(jī)。這也是國際上首次實(shí)現(xiàn)對外周血循環(huán)腫瘤細(xì)胞基因組的高通量測序，標(biāo)志著利用循環(huán)腫瘤細(xì)胞基因組測序信息進(jìn)行腫瘤無創(chuàng)診斷時(shí)代的到來。

單細(xì)胞檢測技術(shù)在生殖領(lǐng)域的應(yīng)用

2014年9月19日，世界首例經(jīng)MALBAC（multiple annealing and looping-based amplification cycles，是目前最先進(jìn)的單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增技術(shù)）基因組擴(kuò)增高通量測序進(jìn)行單基因遺傳病和染色體異常同時(shí)篩查的試管嬰兒在北京大學(xué)第三醫(yī)院誕生，這標(biāo)志著我國胚胎植入前遺傳診斷（PGD）技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。

2015年12月10日，解放軍總醫(yī)院誕生了一對特殊的雙胞胎—國內(nèi)首例應(yīng)用單細(xì)胞擴(kuò)增技術(shù)（MALBAC）同時(shí)進(jìn)行PGD/PGS阻斷了遺傳性耳聾的健康雙胞胎。

單細(xì)胞測序的技術(shù)有哪些

1、MALBAC：多重退火和成環(huán)循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)（Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles）

由哈佛大學(xué)終身教授、美國科學(xué)院院士謝曉亮教授研發(fā)的多重退火和成環(huán)循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)，降低PCR擴(kuò)增偏倚，使得單細(xì)胞中93%的基因組能夠被測序。這種方法使得檢測單細(xì)胞中較小的DNA序列變異變得更容易，因此能夠發(fā)現(xiàn)個(gè)別細(xì)胞之間的遺傳差異。這樣的差異可以幫助解釋癌癥惡化的機(jī)制，生殖細(xì)胞形成機(jī)制，甚至是個(gè)別神經(jīng)元的差異機(jī)制。

技術(shù)論文：Genome-Wide Detection of Single-Nucleotide and Copy-Number Variations of a Single Human Cell

2、基于芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的單細(xì)胞測序

由斯坦福大學(xué)Stephen Quake研發(fā)的基于芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的單細(xì)胞測序，是基于“l(fā)ab on a chip”微流控芯片實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，本技術(shù)設(shè)計(jì)了一種路線，用液體載運(yùn)細(xì)胞通過一連串顯微管道和微閥門，當(dāng)細(xì)胞挨個(gè)進(jìn)入各自的小空位時(shí)，它們的DNA就會被提取出來，經(jīng)過復(fù)制用于進(jìn)一步分析。此外，本技術(shù)不僅能分離細(xì)胞，還能用化學(xué)試劑將細(xì)胞混合起來，通過檢測反應(yīng)過程中的熒光發(fā)射獲得它們的基因編碼。所有這些都能在芯片上完成，不僅操作簡單，而且成本效益高。Stephen Quake已利用此技術(shù)完成了第一例人類單細(xì)胞測序，現(xiàn)在他正利用這項(xiàng)技術(shù)研究精子細(xì)胞中的重組并分析突變率。

技術(shù)論文：Genome-wide Single-Cell Analysis of Recombination Activity and De Novo Mutation Rates in Human Sperm