2021 新技术角逐-花落谁家，snRNA-seq有望榜上有名！

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前言导读

今年Nature Methods评出的“年度技术”——Spatially Resolved Transcriptomics，即空间转录组学，则为生物学家们提供了关于单细胞生物学的独特视角。此前，Science年度技术花落单细胞RNA和DNA测序，去年Nature Methods则是单细胞多组学（single-cell multimodal omics），新技术选择源于单细胞水平研究解决细胞异质性的问题，而空间转录组则更是带来了组织细胞空间信息，提供单细胞分辨率空间转录组视角，令科学家为之振奋。

时值当下做火热的单细胞测序技术，已经成为Cell、Nature、Science等期刊中常客。相信单细胞技术和空间转录组学会是2021年科研的方向标。但是单细胞测序技术适用范围有一定局限已经不能够满足广大科研工作者需求，特别是针对脑组织、心脏、肾脏等复杂组织或一些珍稀冻存样品无法进行合适的单细胞水平检测研究。前期snRNA-Seq ：单细胞转录组学中一颗耀眼的星已详说单细胞技术三大挑战：

1）仅适用于新鲜组织样本，对于冻存样本，由于细胞已经丧失活性，无法开展scRNA-seq;2）解离过程中会诱导应激相关基因的表达，引起细胞转录模式发生“人为改变”，造成转录偏好。这样获得数据无法真实的反应样本的细胞转录状态，造成结果严重失真；3）样本解离过程中部分细胞不易解离或者较为敏感的细胞可能会因为解离过度而破碎，导致解离过程中无法有效的获取到组织中的所有细胞类型，造成信息丢失，结果的准确性大大降低。单细胞核转录组技术（snRNA-seq）出现就及时解决以上问题，以其独特的优势受到研究者的青睐，逐渐呈现出较为火热的景象。下面给大家再次分享一下该技术研究进展：
snRNA-seq的时代，snRNA-seq将会成为流行技术 ，snRNA-seq将逐渐成为主流趋势。

单细核转录组在动植物中的应用

1. snRNA-seq挖掘新的调节产热的脂肪细胞亚群（Nature, 2020）原文：snRNA-seq reveals a subpopulation of adipocytes that regulates thermogenesissnRNA-seq揭示了罕见的脂肪细胞群（CYP2E1 ⁺ALDH1A1⁺ Cell）
 2. snRNA-seq描述人类心脏细胞异质性（Nature, 2020）原文：Cells of the adult human heart
单细胞核转录组获取人心脏的六个不同区域的全面细胞图谱 3. snRNA-seq揭示大脑进化模型（Science,2020）原文：Cerebellar nuclei evolved by repeatedly duplicating a conserved cell-type set 单细胞核表征鸡、小鼠、人小脑核神经元转录进化模型
 4. 卡路里限制摄入重编程影响大鼠衰老单细胞图谱（Cell,2020）原文：Caloric Restriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of Rattus Norvegicus Aging snRNA--seq揭示衰老大鼠和CR相关的多组织单细胞转录景观 5. 灵长类动物心肺衰老的单细胞转录组图谱（Cell Research,2020）原文：Single-cell transcriptomic atlas of primate cardiopulmonaryaging
snRNA-seq表征首个灵长类动物衰老心肺细胞图谱 6. 单核揭示心肌细胞损伤再生机理（Developmental Cel，2020）原文：Dynamic Transcriptional Responses to Injury of Regenerative and Non-regenerative Cardiomyocytes Revealed by Single-Nucleus RNA Sequencing snRNA-seq揭示CM4（未成熟）心肌细胞损伤后的再生反应 7. 单核表征拟南芥中的转录图谱（Molecular  Plant, 2021）原文：Single-nucleus RNA and ATAC sequencing reveals the impact of chromatinaccessibility on gene expression in Arabidopsis roots at the single-cell level

单细胞核转录组揭示了拟南芥新的细胞类型

以上列举了2020年部分单细胞核转录技术的研究应用文献，从整个单细胞核技术发展来看，2020年越来越多科研工作者聚焦在该技术上，文章发表数达到40余篇，相比2019年增加了8倍左右。可见单细胞核转录组技术优势凸显，被更多科研学者青睐。而且单细胞核技术已经逐渐成熟，在多个物种（人、小鼠、大鼠、鸡、猴、拟南芥等）、多种组织类型（肿瘤组织、脑、心脏、肺、视网膜、肾脏、脂肪等）都得到广泛的应用，特别是在植物中突破了原生质体提取和平台的局限，直接提取细胞核进行转录组分析极大了促进单细胞在植物中适用范围。

snRNA-seq VS scRNA-seq


测序深度增加，数据可趋于饱和，稳定可靠。（J Am Soc Nephrol 30: 23–32, 2019） snRNA-seq在细胞分群上与scRNA-seq一致。（Nat Med. 2020 May;26(5):792-802.） 
snRNA-seq可有效挖掘罕见细胞类型（J Am Soc Nephrol 30: 23–32, 2019） 
snRNA-seq结果中发现较少压力相关基因的表达（J Am Soc Nephrol 30: 23–32, 2019） 

从以上数据来看，与单细胞转录组测序（scRNA-seq）相比，单细胞核转录组（snRNA-seq）更具有其独特的优势，总结来说就是：新鲜组织、冷冻组织样本均可适用；避免了组织解离过程中诱导应激相关基因的表达；直接抽核，消化均匀，不具有偏好性，鉴定细胞类型更真实和完整。尤为值得注意是单细胞核的适用范围大大增加：新鲜、冻存样本，脑、心、肾脏等复杂组织，难以解离样本，酶解离有偏好性样本，无惧细胞活性，无细胞粒径局限等。特别是对一些珍贵冻存样本或特殊样本来说，单细胞核转录组技术无疑是一缕福音。

目前基于10X Genomics的3' 转录组、5' VDJ、ATAC以及最新的Chromium Single Cell Multiome ATAC + Gene Expression技术，都适用于抽核的方案进行检测，做到了最大的兼容性，其适用范围进一步扩大。

总结

综上所述，基于snRNA-Seq 技术广大的适用范围和技术优势来看，snRNA-seq解决了scRNA-seq中固有的一些问题，能够获得更为准确可靠的结果，以及发现更多的稀有细胞类型。从长远的角度来看，单核转录组为一些特殊样本（如冰冻组织、复杂组织等）的进行单细胞水平研究提供了新的途径，这也无疑推动了该技术的应用和发展。相信2021年将会有更多学者参与到这一领域的追逐和探索，当然过去的单细胞和空间转录组依旧是2021年的科研热点，但相比单细胞和空间转录组对于样本要求的高质量条件，显然单细胞核转录组更能够为广大科研工作者提供极大的便利，快速解决单细胞水平样本收集和整体分析方法，同时提核还可以适用于单细胞ATAC-seq和基因表达多组学联合分析，一举两得。

究竟2021 新技术角逐，花落谁家，让我们拭目以待！！！（相信小编分享的技术，大家都心如明镜。）为了让大家更快加入到单细胞核转录组研究的行列中来，百迈客推出了最新单细胞核转录组测序福利高光时刻！

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文：驷说

排版：市场部

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