一、单细胞RNA测序的来源
从早期的科学研究开始，我们就知道，体内的每一个细胞都有完全相同的遗传信息。因此，体内细胞的多样性来自于基因表达，每个细胞必须表达一组基因，并抑制另一组基因以使其正常工作。但是我们很难精确定位哪个基因(或一组基因)对每个细胞至关重要。这不仅是因为技术上的困难，还因为细胞是不断变化、不断适应的。因此，基因的表达就像薛定谔猫一样，很难把握，但非常有趣。这就是单细胞RNA测序的来源。
在这个转录组和基因组测序的时代，我们有一些很好的技术来真正观察发生了什么。RNA测序是这些伟大的技术之一，通过将RNA转化为cDNA，我们可以量化、发现和配置RNA。尽管RNA测序给我们带来深刻的见解，但它并非没有偏见，大多数RNA测序是在组织样本或细胞群上进行的。细胞之间的生物差异可能被误认为是技术性噪音，也可能被平均数据所掩盖。
然而，单细胞RNA测序(scRNA-seq)更深入了一步。它意味着拍摄在同一时刻发生在一个细胞中的所有基因表达的静态照片。从理论上讲，它能让我们区分同一组织中不同细胞的表达，这是令人惊叹的。
二、单细胞RNA测序是如何工作的?
- 单细胞的分离
单细胞RNA测序从分离细胞开始。要获得单个细胞的转录组，关键步骤是将单个细胞从细胞群中分离出来。可以从分离的细胞悬浮液或组织样本中分离出细胞。有许多方法可以用来分离细胞，如流式活化细胞分选、显微操作法、光学镊子、微流体或其他新兴分离技术等。然而，需要注意分离方法与是否与下游应用兼容。
如果目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，那么流式分选将是理想的选择。如果样本是实体组织，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。把组织细胞制备成悬液之后，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，也许要借助微流体设备。
- scRNA-seq
获取细胞后，我们必须分离RNA。这会使我们知道哪些基因在那个细胞的特定时刻被表达。这项技术使用逆转录酶反向转录RNA到cDNA中，然后用PCR扩增cDNA，用新一代测序技术对扩增的cDNA进行测序。因此，我们可以获得大量的数据。然后，必须通过专门为scRNA-seq数据设计的工作流对原始数据进行处理和分析，没有适当处理的大量数据是没有太大意义的。数据处理是目前单细胞测序中比较困难的一步。
- scRNA-seq的应用
这项技术提供了关于我们细胞的信息，它的异质性和内部运作。它可以用于许多生物领域，从基础研究到临床应用，从干细胞分化，胚胎发生，全组织分析，甚至在肿瘤学的应用，它正在成为一个强有力的工具，而且它的受欢迎程度也在不断上升。然而，与其他任何技术一样，在执行此方法时，也会面临一些挑战，特别是在分析数据时。
正如我们所知，RNA在我们的细胞中有很多功能，不同的RNA有不同的功能，可能是调控功能，也可能是信使mRNA。不管怎样，RNA的丢失可能会导致我们完全错过一个低丰度的转录本。而且，要区分技术性噪音和低丰度转录本仍然是非常困难的。所以，提高灵敏度是必要的。
