单细胞授课精华回顾，搭建全流程核心知识体系！

华大科技开年首场单细胞专题课程圆满收官啦！四节精彩课程围绕研究策略和技术、实验方法、生信分析、肿瘤/发育分化/新冠等热点领域高分经验，全方位搭建起了单细胞核心知识体系！干货满满，上千位听课老师好评如潮！四节课程均有回放，点击文末支持反复观看~ 本文科技君带大家回顾课程精华内容，欢迎收藏分享（获取课件PPT请关注后回复“单细胞”）

单细胞研究有奖调研

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内容回顾

第1节 讲师：瓮喆，华大基因单细胞多组学&单分子研发项目负责人

课程着重讲解分析了单细胞测序领域的两大研究趋势：单次实验获得更多的细胞数与来自同一个细胞的更多维度组学。

传统的单管单细胞测序技术，能够在单细胞中获得超过9,000个基因，但通量受限于微孔板且成本较高，适用于珍贵样本。新兴的基于液滴与微孔板的单细胞测序技术，将单次实验通量提升至超过10,000个细胞，极大降低了试剂耗材成本，适用于更大规模样本的系统性、细胞图谱学研究。

单细胞多组学测序，主要致力于针对单细胞的转录组、染色质开放性、膜蛋白组学等多维度组学进行高通量、同时检测。目前已有的技术平台，能够检测来自同一个单细胞的转录组与染色质开放性，也能同时检测来自同一单细胞的转录组与膜蛋白信息。基于抗体偶联DNA标签，固醇偶联DNA标签的单细胞多样本pooling混样测序技术也在逐渐兴起。

目前BD推出的Rhapsody单细胞研究平台，可进行单细胞转录组测序，单细胞转录组+膜蛋白多组学联合测序，单细胞多样本pooling混样，并同时进行单细胞转录组与膜蛋白多组学检测，亦可进行单细胞免疫组库CDR3受体+转录组+膜蛋白多组学联合测序。

第2节 讲师：宗亮，华大基因技术优化高级工程师

近年来，单细胞核测序技术开始崭露头角。在某些特定情境下，高质量的单细胞悬液难以获得，如生物样本库中速冻保存的组织，或实验动物的脑组织和成熟脂肪组织。这时单细胞核测序可以带来显著的技术优势。

组织解离、细胞分选、建库技术和测序平台是单细胞测序实验的四大核心要素。开展单细胞核测序实验，应首先优化实验流程的选择，需根据实验设计、样本特性、实验室后勤能力等因素，进行充分的测试与调整：

开展单细胞核测序实验，获得高质量单细胞核悬液是必要的前提条件。应当要求细胞核悬液无碎片、无结团，且细胞核形态完整。同时，应要求cDNA产物完整性高。如下图：

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华大科技已开展多例包括脑组织、脂肪组织、植物原生质体等困难样本的单细胞核测序实验，结合华大科技独有的单细胞建库多平台优势和DNBSEQ测序技术，交付了高质量测序数据与分析结果。

第3节 讲师：袁永娴，华大基因高级研发经理

课程介绍了SMART-Seq2与目前高通量单细胞平台数据分析的区别，以及10X Genomics、C4、BD Rhapsody三个高通量单细胞平台的数据格式，和各自配套的数据处理、细胞鉴定、基因定量的软件，帮助研究者进行方法和平台的选择。

高质量的细胞-基因表达矩阵，是获得理想分析结果的基础。由此数据的过滤对下游分析十分重要，课程介绍了单细胞分析中主要的质控点，举例说了几种常见的实验污染在数据上的表现与过滤方法：

T-SNE和UMAP是两种常见的单细胞数据降维方式，在文章中被广泛应用，两种降维方法的区别和选择原则如下：

除了细胞分群之外，细胞之间的相互作用和转化关系，也是近年来的研究重点，课程介绍了拟时间分析／细胞轨迹分析和RNA速率分析在细胞分化和发育研究中推测细胞间转化关系的应用：

单细胞样本通常十分珍贵，而单以某一种技术难以描述整个细胞的生理生化过程，因此课程介绍了单细胞多组学中，RNA、TCR／BCR、ATAC、细胞表面蛋白多维度数据的应用，其中BD平台的单细胞RNA+细胞表面蛋白的AbSeq产品可以同时获得一个细胞的mRNA表达数据和表面蛋白的丰度，有助于提升细胞分群的准确性。

第4节 讲师：李玉杰，华大基因资深技术支持经理

课程着重解析了肿瘤、新冠和发育生物学这三大热门领域的应用技巧。在肿瘤领域，肿瘤异质性给实体瘤的基础研究和临床诊治带来了极大的困难，借助单细胞RNA-Seq可有效鉴定瘤内细胞的异质性，有助于阐明肿瘤发生、发展、转移、耐药和免疫逃逸等分子机制，为早期临床诊治提供更多参考依据。

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在上图案例中，对不同类型的前列腺肿瘤样本进行单细胞RNA-Seq，获得来自27个组织的111,914个单细胞数据。通过对单细胞数据分析，在上皮细胞中发现明显的肿瘤细胞异质性。其中，上皮细胞中存在basal/intermediate细胞亚群，该亚群表现的分子特征与更好的生存期相关。通过对肿瘤浸润免疫细胞的分析，发现了肿瘤细胞中KLK3基因高表达对肿瘤免疫环境改变的影响。此外，在内皮细胞中鉴定得到aECs细胞亚群，该亚群跟前列癌的恶性发展程度高度相关。

在新冠病毒研究领域，COVID-19病程中表现肺炎症状，其中一些患者甚至会有危及生命的严重后果。单细胞测序有助于了解不同病程免疫响应机制，探索新的临床治疗方案。

在上图案例中，分别对新冠感染和甲流感染的病人外周血（合计23个样本）进行单细胞测序，获得不同感染条件下的单细胞转录图谱。两种感染条件下浆细胞比例均有显著增加，浆细胞上调表达基因中，蛋白复合物装配和蛋白转运相关的通路、B细胞活化相关的通路显著富集。此外还发现，两种感染条件下会激活不同通路：新冠感染激活STAT1/IRF3，甲流感染激活STAT3/NFkB。

在发育生物学研究领域，细胞发育是一个动态变化过程，期间基因表达变化及调控支撑细胞形态变化和功能的完善。单细胞RNA-Seq可以在单细胞水平获得完备的表达谱，有助于发现罕见细胞类型，揭示不同生长发育阶段的分子调控机制。

在上图案例中，对60种人体组织（包括成人组织和胎儿组织）进行单细胞测序，获得702,968个高质量细胞数据。鉴定得到102种细胞类型，并可以进一步细分为843种亚型。通过人鼠单细胞数据比较分析，发现主要的细胞类型基因表达高度保守，95%的细胞类型存在强相关性（AUROC score > 0.9）。

综上，课程围绕单细胞研究的全流程关键知识点由浅入深地进行了讲解，帮助广大研究者制定研究策略、攻克重难点问题。可以明确的是，单细胞研究的未来发展趋势将是单细胞大数据研究，拿下高通量单细胞研究，离真实的研究结果更进一步！

划重点

在已有DNBelab C4、10X Genomics等单细胞研究平台的基础上，华大科技全新引进BD Rhapsody平台，多种单细胞分选模式任选，最低仅需1元/细胞！单个样本一次性实验最多获得2万个细胞，大幅提升单细胞类群鉴定准确性，生物信息挖掘和机理研究更清晰真实！

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