為什么要選擇單細(xì)胞核 RNA 測(cè)序而非單細(xì)胞 RNA 測(cè)序？
單細(xì)胞核 RNA 測(cè)序的優(yōu)勢(shì)：
單細(xì)胞 RNA 測(cè)序技術(shù)的高通量和敏感性使其非常適合于全面繪制細(xì)胞狀態(tài)的變化。但是在腎臟和其他固體組織中（尤其是對(duì)于高上皮含量的組織，以及以細(xì)胞外基質(zhì)為特征的固體組織），單細(xì)胞 RNA 測(cè)序研究的一個(gè)大的挑戰(zhàn)是如何獲得高質(zhì)量的單細(xì)胞懸浮液，高質(zhì)量的單細(xì)胞懸浮液應(yīng)該包含罕見(jiàn)或難以解離的細(xì)胞類(lèi)型，細(xì)胞的 mRNA 不降解，基因的表達(dá)不受解離反應(yīng)的影響。但是現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果確不是這樣的，相信做過(guò)單細(xì)胞測(cè)序的科研人員都會(huì)遇到以下這樣的問(wèn)題：
單細(xì)胞 RNA 測(cè)序不能準(zhǔn)確地捕獲組織中所有細(xì)胞類(lèi)型（比如腎臟，腦），因?yàn)閱渭?xì)胞解離本身可能損害敏感細(xì)胞。
目前用于單細(xì)胞解離的酶和機(jī)械方法會(huì)引入了因裂解壓力誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。
活性蛋白酶傾向于選擇易解離的細(xì)胞類(lèi)型。不易解離的細(xì)胞可能會(huì)被丟失。
目前的方法與冷凍樣本材料不兼容（冷凍樣本不能用于單細(xì)胞測(cè)序），但是有的時(shí)候，臨床所取的樣本需要等待病理診斷后才能去做單細(xì)胞測(cè)序（比如腎臟活檢樣本），因此為了保證樣本的 RNA 穩(wěn)定性，需要進(jìn)行凍存。
基于以上 4 點(diǎn)局限性：
2019 年，來(lái)自華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Benjamin D. Humphreys 團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較分析了腎臟組織的單細(xì)胞 RNA 測(cè)序（scRNA-seq) 和腎臟組織的單細(xì)胞核 RNA 測(cè)序（snRNA-seq)，在腎臟細(xì)胞類(lèi)群鑒定中的區(qū)別，該研究成果發(fā)表在腎臟病學(xué)頂尖國(guó)際期刊 J Am Soc Nephrol 上（Advantages of Single-Nucleus over Single-Cell RNA Sequencing of Adult Kidney: Rare Cell Types and Novel Cell States Revealed in Fibrosis）。
研究人員將使用 DropSeq 平臺(tái)的 (scRNA-seq 與使用 snuco -DropSeq、DroNc-seq 和 10X genomics 三個(gè)平臺(tái)的 snRNA-seq 結(jié)果進(jìn)行了比較。并驗(yàn)證了 snRNA-seq 對(duì)小鼠單側(cè)輸尿管梗阻（UUO) 術(shù)后 14 天腎臟纖維化的作用。
scRNA-seq 測(cè)序結(jié)果顯示，腎臟組織中共獲得了 10 個(gè)細(xì)胞類(lèi)群，但腎小球細(xì)胞類(lèi)型缺失，此外，其中一個(gè)細(xì)胞類(lèi)群主要由人為解離誘導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)基因組成。相比之下，snRNA-seq 捕獲了多種在 scRNA-seq 數(shù)據(jù)集中不存在的腎臟細(xì)胞類(lèi)型，包括腎小球足細(xì)胞、系膜細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。同時(shí)也未檢測(cè)到應(yīng)激反應(yīng)基因。與已發(fā)表的 scRNA-seq 數(shù)據(jù)集（分別為 2.4% 和 0.12%) 相比，snRNA-seq 方法產(chǎn)生了 20 倍以上的足細(xì)胞。令人意外的是，scRNA-seq 平臺(tái)和 snRNA-seq 平臺(tái)的基因檢測(cè)靈敏度相當(dāng)。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，對(duì)冷凍的第 14 天 UUO 腎臟的分析顯示了罕見(jiàn)的腎小球旁細(xì)胞、新激活的近端小管和成纖維細(xì)胞狀態(tài)，以及以前未識(shí)別的小管間質(zhì)信號(hào)通路。
圖：snRNA-seq 相對(duì)于 scRNA-seq 技術(shù)具有較低的解離偏差。(A) tSNE 顯示了 13 個(gè)細(xì)胞類(lèi)群。(B) 不同類(lèi)群的標(biāo)記基因表達(dá)。(C) tSNE 顯示每個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)對(duì)所有集群的貢獻(xiàn)。(D) 每個(gè)平臺(tái)貢獻(xiàn)的細(xì)胞百分比顯示，與 snRNA-seq 相比，scRNA-seq 技術(shù)對(duì)足細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和夾層細(xì)胞的檢出率非常低 (E) snRNA-seq（2.4%）檢測(cè)出的足細(xì)胞是 scRNA-seq（0.12%）的 20 倍。
綜上所述，與 scRNAseq 相比，snRNA-seq 提供了更少的細(xì)胞解離偏倚和等效的基因檢測(cè)。盡管 snRNA-seq 在不同基因中所占比例（7%) 低于 scRNA-seq，但其中許多是線粒體或人為應(yīng)激反應(yīng)基因，細(xì)胞鑒定沒(méi)有受到損害。
此外，我們也整理了近年來(lái)針對(duì)于腦組織的單細(xì)胞測(cè)序的文章，發(fā)現(xiàn)針對(duì)于腦組織的單細(xì)胞測(cè)序， 通常選擇的是 snRNA-seq 而非 scRNA-seq，例如：
由此可見(jiàn)，snRNA-seq 相比于 scRNA-seq 在高上皮含量的組織，以及以細(xì)胞外基質(zhì)為特征的固體組織的單細(xì)胞 RNA 測(cè)序方面，可以有效地將組織還原為單細(xì)胞核分離物，并獲得高精度的細(xì)胞類(lèi)型表達(dá)譜。
微信原文：https://mp.weixin.qq.com/s/j5-p7jAC4UWh2H5car_y7Q
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