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單細胞技術發展簡介
單細胞技術的概念提出比較早，但受限于各種限制，一直沒有得到大規模的應用，直到高通量單細胞測序技術出現。
發展歷程
我們很早就明白：取樣越來越精準，檢測到的數據也越可信，如此才有顯微切割取樣技術；但即便如此，取樣水平仍是細胞集合體的組織。而我們取樣的終極取樣目標就是單細胞水平。
我們首先看看單細胞測序技術的流程，方便后面理解單細胞技術發展中遇到的難題。
單細胞測序流程
從流程看，單細胞技術有兩大難點：單細胞分離和RNA（蛋白）檢測。隨著一些消化酶手段應用，前一個難題逐步得到解決，而RNA檢測則一直是一座難以翻越的大山，因為單細胞中RNA（或蛋白）都是痕量，一般手段根本檢測不到或者檢測不準確，直到高通量測序技術的誕生。
2009年北京大學湯富酬教授首次發表了單細胞痕量mRNA測序方案。至此，期待多年的單細胞技術曙光終于在生物界上空初現，大量研究者繼續在各方向探索和推進，這期間不斷催生各種新技術，如Smart-seq和CEL-Seq等。
但這些方案都有個局限：受細胞通量的限制，只能進行少量細胞的單細胞RNA檢測，直到2015年，這個問題才得到解決。2015年cell發表的Steven A. McCarroll的Drop-seq方案，它秘笈是微滴包裹單細胞和捕獲磁珠技術。同年還有Stepphen P.A Fodor的Cyto-seq方案發表在Science上，其核心秘笈是微孔板分散和分隔單細胞及捕獲磁珠技術。這兩種方案商業化后成就市場上研究單細胞技術的兩大領導品牌：10X genomics和BD Rhapsody。
后面還有一些技術衍生，如空間轉錄組，單細胞多組學，這里不詳細展開介紹，我們繼續回到單細胞技術話題上，除了上述實驗操作上的技術局限外，數據分析也是一個難題。常規RNA測序，是細胞群體均一化的結果；而單細胞測序，則是群體中每個細胞獨立測序的結果。所以一個樣品的單細胞測序結果，就是幾千至幾十萬個細胞測序結果，要分析處理的數據量也比常規測序大萬倍以上。
單細胞測序的數據分析與常規的轉錄組分析看似差不多，卻有著獨到的分析結果。如我們通過數據分析，能得到細胞圖譜，這個圖譜，能反應細胞類型的構成；細胞類型間的轉化關系；如果結合組織解剖圖，我們能判定組織空間結構上細胞間的轉化關系（圖可見上一篇推文）
這篇文章主要介紹了單細胞研究的發展歷史，下一篇文章將介紹單細胞技術領導品牌10X Genomics的操作原理，及與BD的比較。
tips：
單細胞技術發展分水嶺是Drop-seq和Cyto-seq，他們解決細胞通量的秘訣是捕獲磁珠技術，而這項技術的核心是條形碼標簽。下面我們看看它長什么樣：
每個磁珠上都帶有條形碼，它是一段人為設計的特異DNA序列，包括R1、10X Barcode、UMI、Poly（dT）等結構，這個唯一的barcode序列可以給每個細胞打上不同的標簽。通過對每條RNA序列的細胞來源進行鎖定，才能正確地進行高通量單細胞的測序分析。
這篇文章主要介紹了單細胞研究的發展歷史，下一篇文章將介紹單細胞技術領導品牌10X Genomics的技術原理，及它與BD的比較，感興趣的朋友請關注！
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