細(xì)胞異質(zhì)性是生物體內(nèi)普遍存在的一種特性,這種特性容易受外界因素的影響,甚至是單一類型的細(xì)胞在生長環(huán)境發(fā)生改變時,其基因表達(dá)也可能出現(xiàn)變化并產(chǎn)生差異。干細(xì)胞是一類具有無限自我更新和分化潛能的特殊類型的細(xì)胞,在胚胎組織發(fā)育和成體組織的動態(tài)平衡中發(fā)揮了重要作用。單細(xì)胞測序?yàn)榉治霭ǜ杉?xì)胞在內(nèi)的細(xì)胞異質(zhì)性提供了強(qiáng)有力的工具,這種技術(shù)可通過更加準(zhǔn)確的方式剖析細(xì)胞異質(zhì)性。該文綜述了近年來發(fā)展起來的單細(xì)胞測序技術(shù),包括單細(xì)胞分離、基因組擴(kuò)增和測序分析,并討論了它們在干細(xì)胞(包括多能干細(xì)胞、腫瘤干細(xì)胞和組織特異性干細(xì)胞)研究中的應(yīng)用。

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圖1 單細(xì)胞測序流程

目前常用的分離單個細(xì)胞樣品的方法主要包括梯度稀釋法(serialdilution)[5]、流式細(xì)胞熒光分選技術(shù)(fluorescenceactivatedcellsorting,FACS)[6]、微流控技術(shù)(microfluidics)[7]、激光捕獲顯微切割(lase....

圖2 mESC在分化過程中體現(xiàn)的異質(zhì)性(根據(jù)參考文獻(xiàn)[17]修改)

FELTHAUS等[36]通過對口腔鱗狀細(xì)胞癌腫瘤細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞分析,發(fā)現(xiàn)口腔鱗狀細(xì)胞癌的干細(xì)胞樣細(xì)胞對常規(guī)放化療具有抵抗作用。DALERBA等[37]利用單細(xì)胞-PCR技術(shù)對人正常結(jié)腸和結(jié)腸癌上皮細(xì)胞的組織進(jìn)行了分析,在人結(jié)腸癌組織中發(fā)現(xiàn)了與正常結(jié)腸的細(xì)胞譜系相似細(xì)胞亞群,....

圖3 430個腫瘤細(xì)胞單細(xì)胞測序分析結(jié)果及5組樣本干性梯度情況(根據(jù)參考文獻(xiàn)[38]修改)

組織特異性干細(xì)胞是一類存在于發(fā)育中或分化組織中的干細(xì)胞,同樣具備自我更新和分化為特異性細(xì)胞的潛能。TREUTLEIN等[39]用微流控單細(xì)胞測序技術(shù)對來自肺泡分化中4個不同階段的198個細(xì)胞進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析,確定了小鼠遠(yuǎn)端肺上皮的發(fā)育狀態(tài)和細(xì)胞層次,發(fā)現(xiàn)一種新的干細(xì)胞類型—....

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