多细胞生物的每个细胞都携带着相同的遗传学信息。不过，近年来蓬勃发展的单细胞研究告诉我们，每一个细胞都是独一无二的。不同类型的细胞激活特定组合的机制，即使是同类型细胞，基因表达也会出现差异。

那么，细胞之间的哪些差异有生物学意义，哪些差异来自于技术偏好呢？要获得可靠的结果又需要研究多少细胞呢？这些问题曾经是单细胞研究（尤其是单细胞转录组研究）的拦路虎，令人望而却步。单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞数据分析工具在这方面为人们提供了很大的帮助。

The Scientist杂志最近联系了单细胞研究领域的一些专家，请他们分享了在单细胞中进行转录研究的秘诀。希望帮助研究者们更好地构建文库，处理和分析结果数据。


细胞分离

分离细胞是单细胞研究中最困难的步骤之一。目前的单细胞分离策略主要分为三类：手动分离、荧光激活的细胞分选和微流体技术。

在进行单细胞转录分析之前，我们需要确定自己拿到了正确的细胞。如果你想要的细胞已经处于悬浮状态（比如循环肿瘤细胞），而且含量相对比较丰富，那么流式细胞分析将是你的理想选择。如果样本是实体组织，我们可以用酶分解掉胶原和其他细胞外蛋白。不过酶学消化对细胞影响较大，甚至可能改变基因转录情况。把组织细胞制成悬液之后，我们就可以通过特异性的荧光标签分离出自己想要的细胞。进一步拿到单细胞是比较棘手的一步，可能需要用到微流体设备。

将细胞分散到悬液中，会失去它们在组织里的位置信息。如果你想要了解单细胞所处的环境，就得使用激光捕获显微切割技术。这种技术通过扫描组织切片定位目的细胞，并将其提取出来。操作者需要非常小心，以免切到细胞或细胞核。数量最为稀少的细胞只能用毛细管等器具手动获取。

近年来单细胞测序技术发展得非常迅速，为表观遗传学研究提供了很大的助力。The Scientist最近撰文详细介绍了单细胞表观遗传学研究中的一些关键技术。这些技术可以帮助我们在单个细胞中检测DNA、组蛋白和染色质水平上的表观遗传学修饰。

单细胞基因组研究为人们揭示了复杂生物学体系的许多重要线索，包括微生物群落的生态多样性和人类癌症的基因组。今年一月Nature Reviews Genetics杂志发表的一篇重要综述，全面介绍了单细胞基因组测序的发展现状。文章的通讯作者是著名科学家、斯坦福大学生物工程系主任Stephen R. Quake。