Cell子刊綜述：干細胞研究單細胞定量分析

　　了解調控細胞命運的關鍵分子是干細胞研究的核心問題，這需要在單細胞水平上定量分析分子和細胞行為。近年來技術進展實現了單個細胞高通量分子解析，以及持續性的非侵入式細胞行為觀察。

　　Cell Stem Cell發布綜述：“Quantitative Single-Cell Approaches to Stem Cell Research”，回顧了可用于單細胞水平上分析干細胞命運的先進技術，比如細胞譜系示蹤（lineage tracing），延時成像和分子譜分析（molecular profiling）等。同時這一綜述也分析了這些技術的優點和缺陷，解析了它們的關鍵技術限制，數據注釋和注意事項。

　　干細胞發育調控

　　干細胞在被觸發成為功能性細胞（如肝臟、心臟或血細胞）之前，存在于一種“基態”。是什么觸發了這一變化，與細胞內的基因如何、何時、以什么順序表達，或打開和關閉，有很大的關系。表征在干細胞中起作用的基因表達，對于理解健康和疾病的基本生物學，至關重要。

　　Wellcome基金Sanger研究所和歐洲生物信息研究所（EMBL-EBI）的研究人員，用單細胞RNA測序技術，研究了700個小鼠胚胎干細胞（mESCs）中成千上萬個基因的表達，發現有一個標簽“基因表達混合”，可表征不同的細胞群。他們還發現，這種混合決定了細胞周期的長度。換句話說，細胞間基因表達的異質性支持細胞的行為。

　　單細胞RNA測序可幫助研究人員看到，是什么使得我們身體里所有的細胞會有不同的形狀，并預測它們會做什么，并探索出許多促成它們命運的因素。在這項研究中，研究團隊開發了新的方法來表征，三種不同的狀態中干細胞之間的基因表達水平是如何變化的。

　　神經干細胞休眠信號

　　成體哺乳動物大腦中的神經發生貫穿整個生命周期。神經干細胞的分化及自我更新是這一過程的基礎并對神經組織的修復和維持起著重要作用。許多神經退行性疾病也與其功能的失調相關。深入研究成體神經干細胞最終將有助于干細胞治療方案的確定。然而由于成體神經干細胞相對稀缺以及它們周圍環境的復雜性，使得確定這些細胞的分子生物學性狀尤其具有挑戰性。

　　單細胞RNA測序(single-cell RNA-sequencing, SCRS)是分析單個細胞或微量RNA中基因組表達的一個強有力的技術。與微陣列技術相比, SCRS能檢測出更多的轉錄組, 靈敏度更高； 既能分析同一基因的多個轉錄本及其對應的蛋白類型, 也能檢測已知基因中新的剪接點； 還具有準確度高、噪音低等優點。近年來研究人員開始利用這一技術來克服研究中起始樣本量少的瓶頸。

　　在這篇Cell文章中作者們報告稱通過采用單細胞RNA測序技術，同時運用加權基因共表達網絡分析(WGCNA)，揭示出了成年小鼠前腦神經發生區域CD133+/GFAP?室管膜(E)細胞的分子特征。令人驚訝的是，他們發現室管膜CD133+/GFAP?休眠細胞獨特基因網絡中的重要樞紐基因，包含較多的免疫應答基因以及血管生成因子受體編碼基因。給予血管內皮生長因子(VEGF)可激活側腦室以及第四腦室CD133+室管膜神經干細胞(NSCs)，加上堿性成纖維生長因子(bFGF)則誘導了隨后的神經譜系分化和遷移。