单细胞转录组测序（single-cell RNA-sequencing）是在单细胞水平对转录组进行扩增与测序的一项技术。其原理是将分离的单个细胞的微量转录组RNA进行扩增后进行高通量测序，研究单个细胞内的整体基因表达情况，以及基因的结构变异；主要用于细胞分子机制中细胞异质性研究、以及样本量少而无法进行常规高通量测序等。
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样本要求
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测序策略
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交付周期
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样品类型: 活体新鲜分离细胞；
样本体积: 单细胞样本体积不高于0.5μl为宜；
样品总量: 重复单细胞样本数不少于5个
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测序模式: Illumina Hiseq Nova/MGISEQ T7
PE150
测序深度：DGE 10M reads
PolyA-seq 5/6G
lncRNA-seq 10/12G
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45天
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采用SMART-seq2技术，能满足高明感度，无偏好的cDNA转录本扩增，能够富集完整全长的转录本，并维持原mRNA个转录本丰度；
另外可根据客户需求提供个性化需求及多组学关联分析。
单细胞转录组测序鉴定Ⅱ型糖尿病相关基因的表达模式
研究背景：
人的胰腺细胞组成处于不均匀的动态平衡中，不同个体，不同胰腺区域之间细胞成分差异较大，细胞异质性高。近年越来越多的研究表明，除胰岛中产生胰高血糖素的α（alpha）细胞和产生胰岛素的β（beta）外，还有一些占少数类型的胰腺细胞，如δ（delta）、γ（gamma）及极少数的ε（epsilon）细胞在糖尿病的发病过程中同样发挥着重要的作用。但是，传统的分类富集技术无法细分胰腺细胞类型。
研究内容：
本研究利用单细胞RNA-seq，分析不同类型胰腺细胞的基因表达模式
研究结果：
细胞特异性表达基因的鉴定与功能分析
去除72个基因分析细胞间的差异基因，研究人员共鉴定出154个内源胰腺细胞基因表达标签，β细胞特异表达基因，主要富集在胰岛素信号转导，糖酵解途径等代谢通路中。
δ细胞特异表达基因，包括与Ⅱ型糖尿病相关的转录因子HHEX，可以控制δ细胞类型；BCHE基因，其编码的酶能够降解乙酰胆碱和生长素释放肽，可局部抑制胰岛的内分泌信号。此外，还鉴定出一种γ细胞特异表达、功能未知的lincRNA-CNTNAP5以及30个与细胞表面蛋白相关的标签基因。δ细胞特异性高表达的100个基因中，包括编码食欲调节激素瘦素(LEPR)，饥饿激素(GHSR)，生长因子调节蛋4(ERBB4)，神经递质多巴胺(DRD2)基因。说明δ细胞高表达基因主要参与到瘦素、饥饿激素和多巴胺信号通路。
γ细胞特异性表达基FEV/PET1，是一种在小鼠β细胞中表达，促进神经元成熟必不可少的转录因子。FEV，TPH1和SLC6A4基因在γ细胞中表达，表明γ细胞和5-羟色胺能神经元在基因表达方面存在平行现象， 5-羟色胺能神经元影响焦虑、情绪、睡眠和饱腹感。
图1. 不同类型细胞特异性表达基因热图
T2D与ND的差异比较分析
通过对不同类型细胞的T2D vs ND差异比较分析发现，β细胞中与葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）相关的基因STX1A下调表达，与胰岛素抗性相关的基因 DLK1上调表达，这一结果可能导致糖尿病病人的β细胞功能紊乱及胰岛素分泌受损。α细胞中，CD36上调表达，GDA下调表达会导致糖尿病病人的胰岛素分泌减少。δ细胞中LAPTM4B上调表达，RCOR1下调表达，其基因调控功能尚未确定，有待进一步实验验证。
图2. T2D vs ND
研究结论:
研究通过单细胞RNA-seq研究了不同类型胰腺细胞基因表达模式的变化。鉴定了不同类型的胰腺细胞特异性表达标签；从单细胞水平精准的揭示了少数类型的胰腺细胞，尤其是δ细胞，在葡萄糖稳态调节与胰岛功能调节过程中的重要作用。该研究成果为Ⅱ型糖尿病发病机制的研究，以及潜在的治疗靶标和治疗方案提供了新的思路。
1. Lawlor N, George J, Bolisetty M, et al. Single cell transcriptomes identify human islet cell signatures and reveal cell-type-specific expression changes in type 2 diabetes[J]. Genome Research, 2017, 27(2):208-222.
