01 单细胞测序

单细胞转录组测序，以单个细胞为特定研究对象进行转录组测序，并对获得的数据进行生物信息学统计分析的新技术。基于微流控和 barcode 标记等技术可实现大量大细胞的快速高效标记、测序和分析，获得单细胞水平的基因表达谱和差异情况，并通过对复杂细胞群体进行深入细致分析，绘制大规模单细胞表达图谱。单细胞测序技术被Nature Methods（2013）评为年度技术，Science（2013）评为年度六大生物类科研热点的首位。单细胞测序技术又在2015年度登上Science转化医学封面。 Nature Methods 将2019年年度技术又给了单细胞多组学。2013年以来基于单细胞测序技术获得了多方面的研究进展，文献发表也呈现迅猛增长趋势。即使来源相同的单个细胞，由于随机生物过程和环境扰动的原因，彼此在许多方面也存在差异，即异质性。尤其是肿瘤细胞、免疫细胞、胚胎发育期细胞、干细胞等最为突出。常规的组学技术避免不了这一现象带来的影响，由此研究人员开启了单细胞测序技术的探索之路。

在生物学和医学领域将基因和表型对应起来是一个长期的挑战，转录组分析是一种有效的解决方法。尽管我们体内每个细胞都拥有几乎相同的基因型，但是标准的高通量测序只能提供细胞合集的基因表达的平均信号，我们身体中许多不同类型的细胞都有不同的转录组，每个细胞的转录组信息只反映一小部分基因的活性。

实验流程

应用

1.识别免疫细胞和组织的复杂性，以确定新的治疗靶点

2.识别新的免疫细胞群及其关系

3.识别新的免疫细胞群及其关系

4.癌症干细胞的鉴定为复杂的肿瘤内部异质性提供新的见解

5.对不同类型干细胞进行测序在干细胞领域新发现的应用

技术特点

1.真正意义上的单细胞检测（每一个细胞形成单独的GEMs，分别进行细胞标记）

2.超低的单个细胞价格

3.多细胞捕获率低（小于万分之八）

4.超高的捕获效率（单个细胞捕获效率65%）

5.全自动真正单细胞分离、实验周期短

6.超高的细胞通量（每个样本最多可测10000个细胞）

7.细胞类型多样化（适宜40微米直径以内，无下限）

8.通量高（可同时检测8个样本）

02 空间转录组研究

空间转录组学是一个快速发展的领域，有望以单细胞或亚细胞分辨率全面表征组织组织和结构。这些信息为了解健康和疾病中的许多生物过程提供了坚实的基础，而这些过程是使用传统技术无法获得的。计算方法的发展在从原始数据中提取生物信号方面发挥着重要作用。已经开发了各种方法来克服特定于技术的限制，例如空间分辨率、基因覆盖、灵敏度和技术偏差。下游分析工具将空间组织和细胞间通信定义为可量化的属性，并提供算法来推导这些属性。集成管道进一步将多个工具组合在一个包中，使生物学家能够方便地从头到尾分析数据。空间转录组学分析分析方法概述。

通过空间蛋白组学技术：

1.使用细胞图像自身的特地来进行分析，可精细到细胞组成各个蛋白大分子成分片段，并且由此去实现细胞形状和大小等亚细胞结构的鉴别。

2.通过聚类和注释算法对细胞的类型进行鉴定，可连用sc-RNA-seq测序数据或者覆盖多种细胞的算法分析，对细胞的空间位置进行微调。

3.细胞亚型的空间分布和潜在的细胞之间相互通信可以进行测算。

4.单个细胞的类别和空间占位的可视化，可基于该细胞所表达基因和已标记空间坐标。

5.单个细胞的亚细胞数据可以用来鉴定其空间位置和其当前动态的转录信息。