单细胞转录组测序在家畜生产中的应用

夏银钊，何天乐，陈俊材，唐志如，杨震国 (1.西南大学 动物科学技术学院 生物饲料与分子营养实验室，重庆 400715)

近年来，转录组测序技术在家畜生产中广泛应用对于有效检测家畜转录组和深刻理解家畜转录水平的相关调控有重要意义[1]。常规的家畜转录组测序分析通常是将动物的整个器官或组织均质化，得到的测序结果是所有细胞的平均值，忽略了单个细胞间基因表达的异质性，这对于理解数量少的细胞和单个细胞的转录过程十分局限[2-3]。而单细胞转录组测序(single cell RNA-seq，scRNA-seq)技术可将从动物组织分离出的单个细胞的微量全转录组RNA扩增后进行高通量测序，进而在单细胞水平上获得全转录组的表达谱[4]，应用scRNA-seq研究家畜配子发生、早期胚胎发育、肌肉发育和营养代谢调控等方面问题，可以精准地得到每个细胞的表达谱来检测细胞组分的变化[5-6]，从而使人们更好地理解家畜相关生理活动在转录水平上的调控机制。现就scRNA-seq的技术要点以及其在动物研究中应用的适用性展开系统讨论，以期为家畜相关研究提供方法指导和理论依据。

1 scRNA-seq技术要点

1.1 单细胞分离技术进行scRNA-seq需要将细胞从组织中分离出来，获得大量的细胞用于后续的高通量测序。现阶段较成熟的单细胞分离技术方法有：显微操作技术(micromanipulation technique，MT)、口吸移液法(mouth pipette method，MP)、极限稀释法(limiting dilution technique，LD)和激光捕获显微切割(laser capture microcutting，LCM)[7-8]。同时，根据微流体和液滴拓展而来的微流控(microfluidics)、MagSweeperTM[8]、DEP-ArrayTM[9]、CellCelectorTM[10]、 Nanofilters[11]、Cell-SearchTM[12]和荧光激活流式细胞分选(fluorescence-actived cell sorting，FACS)技术具有更高的精确度和特异性。……