朱庆元 李天晴

（昆明理工大学生命科学与技术学院，昆明 650093）

相对于Bulk RNA-seq测量的是测序组织所有细胞同一基因混在一起平均化后的表达水平，scRNAseq技术以其高分辨率和测序深度对每个细胞的转录组进行测序，对心脏研究领域产生了深远影响。在胚胎发育过程中，心脏迅速地完成了高度精细复杂的心脏发生过程［1-2］，在妊娠大约21 d就开始跳动，是第1个发挥生理功能的实质脏器［3］。目前通过单细胞测序，在小鼠模型上，已经对心脏发生在时空层面已经有了更好的理解［4］，同时人鼠心脏发育具有巨大物种差异，对人类胎心的单细胞测序也在心脏发育的时间层面上以及细胞类型之间发现了人鼠特异基因的表达［5］，这些对体外心肌分化研究也有非常重要的意义［6］。本文概述了scRNA-seq技术在心脏发育、疾病以及医学中的应用及作出相应展望。

1 scRNA-seq测序技术的进展

2009年，Tang等［7］首次报道了3'偏倚的全长单细胞转录组测序方法。2011年，Islam等［8］建立了STRT-seq（Single-cell tagged reverse transcription sequencing），能够在逆转录过程中给每个细胞加上条形码，从而能够同时对更多量的各种混合细胞样本 测 序。2012年，Smart-seq（Switching mechanism at 5'end of the RNA transcript）出现，不仅能够检测mRNA的全长，而且有更高的转录本序列覆盖度［9］。同 年，Hashimshony等［10］开 发 出CEL-seq（Cell expression by linear amplification and sequencing），进行双端深度测序能够准确检测两条链的序列，并且给每个细胞加上条形码，实现了混样单细胞的多重分析和研究。2013年，Picelli等［11］开发出 Smartseq2技术，相比Smart-seq技术，产物无需纯化，产量提升。

同年，第一台商业化单细胞转录组制备系统Fluidigm C1面世，能够自动捕获单个细胞并完成Smart-seq操作。……