传统的第二代测序(NGS)检查一个细胞群的基因组,如细胞培养、组织、器官或整个生物体。它的输出是细胞群的「平均基因组」,而单细胞测序测量的是细胞群中单个细胞的基因组。现在,传统方法因此被称为批量测序,以区别于单细胞技术。
目前,单细胞测序技术可用于测量一个群体中每个细胞的基因组(scDNA-seq)、DNA-甲基组或转录组(scRNA-seq)。
这些技术已被用于识别癌细胞中的新突变,探索胚胎发育过程中发生的渐进式表观基因组变化,并评估一个看似同质的细胞群是如何表达特定基因的。
【单细胞测序技术简介】
        在单细胞分析方法中,scRNA-seq综合测量了大体积细胞的转录表达。并定量分析单个细胞中表达的所有转录本,提供一种不偏不倚的策略来识别和描述不同的细胞群 scRNA序列分析器官排斥反应的步骤。移植组织活检后,分离细胞,并可用于基于液滴或平板的测序方法。经过批量效应校正、标准化、数据插补和维度调整后,可以确定特定的细胞亚型。异质性分析和耐受性预测用于确定靶基因和分子相互作用,这是基因治疗方法和长期移植物接受的基础。质量控制;树突状细胞。
26
【单细胞测序在移植中的应用】
        目前,成功移植的主要困难包括选择最佳匹配的供体和减少终身免疫抑制.对于移植排斥,scRNA-seq的最新进展提供了一个机会,在没有结果偏差和RNA降解的情况下,充分揭示新的细胞类型和状态. 单细胞转录组的快照显示免疫分化和激活的不同阶段,而这些阶段在细胞之间很少同步.在单细胞分辨率下,它可以描述遭受免疫排斥的免疫细胞、基质细胞和新的细胞亚型,并进一步比较不同细胞亚群之间信号通路的独特特征.在这里,我们描述了Scrna-SEQ在肾脏,肝,肺和造血干细胞(HSC)移植和免疫应用领域的优势。
T细胞在移植排斥反应中起着至关重要的作用。大多数研究集中在基于活检样本的散装方法上,没有提供关于t细胞受体(TCRs) αβ链配对的信息这种缺乏可能会低估文库的实际差异,并不能反映具有相同TCR的T细胞可以发挥相反的生物学功能。ScRNA-seq技术克服了上述局限性,使文库分析更具多样性
29
【肾移植】
【肝移植】
在移植环境中免疫细胞和肝细胞的相互作用是诱导肝耐受的关键机制.ScRNA-seq可改善肝脏免疫细胞图,解释特异性CD4+肝移植排斥和耐受中来自其他T细胞的T细胞亚群.免疫细胞如树突细胞(DC),T细胞和NK大概细胞与肝窦内皮细胞和肝细胞相互作用,添加特定的信号分子,以产生致耐受性状态。浸润性T细胞的细胞凋亡可能是同种异体移植物耐受性的关键.尽管肝移植后可能产生耐受性诱导,但人类同种异体肝移植在不应用免疫抑制药物的情况下仍可能产生排斥反应. 大约10%-30%的同种异体移植受者被诊断为急性细胞排斥反应,可能是由于T细胞相关的免疫反应.应用scRNA-seq可以更好地阐明同种异体肝移植中的细胞免疫反应
30
使用scRNA-seq检测从肺移植供体和肺纤维化分离的单细胞,已经揭示了肺纤维化患者中表达促纤维化基因的肺泡巨噬细胞转录组的不同群体.已经鉴定了在Wnt /β-catenin信号传导中发挥作用的一些间充质细胞标志物,并鉴定了一些先前描述的稀有细胞群。这些技术可以改善肺移植术后纤维化患者的诊断,可用于鉴定最容易受益于有针对性治疗的患者,并在疾病进展期间监测他们的反应[One hundred.].mold等评估了健康样本之间的细胞群,发现在支气管肺泡灌洗(BAL)细胞中存在高度保守的细胞异质性。通过动态比较供者和受者的肺,持久的供者驻留记忆T细胞与更好的临床结果相关,为延长同种异体移植物的生存期提供了一种潜在的治疗手段。
【肺移植】
31
【造血干细胞移植】
TCR-seq作为scRNA-seq的一种,可以明确急性GVHD是如何发生的。尽管供体t细胞库具有高度相似的TCR,但HCT后的TCR库对受者是非常特异的。TCR重组是高度随机的,可能不依赖于评估单个受体中扩增最多的TCR克隆,而是依赖于复杂的多克隆结构。这些结果可用于指导临床决策,以预防或治疗急性移植物抗宿主病.通过使用TCR-seq分析皮肤和外周血T细胞,发现宿主皮肤上的T细胞对移植物抗宿主病具有意想不到的致病性影响。
32
【scRNA-seq的免疫学应用】
ScRNA-seq鉴定不同细胞群的基因谱。这种技术工具避免了批量分析的缺点,后者可能会错过细胞特异性特征.它还提高了对免疫细胞个体发生和特定器官中基质细胞相互作用的理解
33