Cell子刊综述：干细胞研究单细胞定量分析

　　了解调控细胞命运的关键分子是干细胞研究的核心问题，这需要在单细胞水平上定量分析分子和细胞行为。近年来技术进展实现了单个细胞高通量分子解析，以及持续性的非侵入式细胞行为观察。

　　Cell Stem Cell发布综述：“Quantitative Single-Cell Approaches to Stem Cell Research”，回顾了可用于单细胞水平上分析干细胞命运的先进技术，比如细胞谱系示踪（lineage tracing），延时成像和分子谱分析（molecular profiling）等。同时这一综述也分析了这些技术的优点和缺陷，解析了它们的关键技术限制，数据注释和注意事项。

　　干细胞发育调控

　　干细胞在被触发成为功能性细胞（如肝脏、心脏或血细胞）之前，存在于一种“基态”。是什么触发了这一变化，与细胞内的基因如何、何时、以什么顺序表达，或打开和关闭，有很大的关系。表征在干细胞中起作用的基因表达，对于理解健康和疾病的基本生物学，至关重要。

　　Wellcome基金Sanger研究所和欧洲生物信息研究所（EMBL-EBI）的研究人员，用单细胞RNA测序技术，研究了700个小鼠胚胎干细胞（mESCs）中成千上万个基因的表达，发现有一个标签“基因表达混合”，可表征不同的细胞群。他们还发现，这种混合决定了细胞周期的长度。换句话说，细胞间基因表达的异质性支持细胞的行为。

　　单细胞RNA测序可帮助研究人员看到，是什么使得我们身体里所有的细胞会有不同的形状，并预测它们会做什么，并探索出许多促成它们命运的因素。在这项研究中，研究团队开发了新的方法来表征，三种不同的状态中干细胞之间的基因表达水平是如何变化的。

　　神经干细胞休眠信号

　　成体哺乳动物大脑中的神经发生贯穿整个生命周期。神经干细胞的分化及自我更新是这一过程的基础并对神经组织的修复和维持起着重要作用。许多神经退行性疾病也与其功能的失调相关。深入研究成体神经干细胞最终将有助于干细胞治疗方案的确定。然而由于成体神经干细胞相对稀缺以及它们周围环境的复杂性，使得确定这些细胞的分子生物学性状尤其具有挑战性。

　　单细胞RNA测序(single-cell RNA-sequencing, SCRS)是分析单个细胞或微量RNA中基因组表达的一个强有力的技术。与微阵列技术相比, SCRS能检测出更多的转录组, 灵敏度更高； 既能分析同一基因的多个转录本及其对应的蛋白类型, 也能检测已知基因中新的剪接点； 还具有准确度高、噪音低等优点。近年来研究人员开始利用这一技术来克服研究中起始样本量少的瓶颈。

　　在这篇Cell文章中作者们报告称通过采用单细胞RNA测序技术，同时运用加权基因共表达网络分析(WGCNA)，揭示出了成年小鼠前脑神经发生区域CD133+/GFAP−室管膜(E)细胞的分子特征。令人惊讶的是，他们发现室管膜CD133+/GFAP−休眠细胞独特基因网络中的重要枢纽基因，包含较多的免疫应答基因以及血管生成因子受体编码基因。给予血管内皮生长因子(VEGF)可激活侧脑室以及第四脑室CD133+室管膜神经干细胞(NSCs)，加上碱性成纤维生长因子(bFGF)则诱导了随后的神经谱系分化和迁移。