单细胞检测技术在肿瘤研究中的新挑战和新方向（一）
单细胞转录组研究是近期生命科学领域运用最火的组学检测技术之一，来自麻省总医院和哈佛医学院的研究人员在《Molecular Cell》(Suva and Tirosh 2019)上讨论了单细胞转录组测序技术在肿瘤研究中的经验与未来挑战。在此，我们对该review中的部分内容进行解读和分享。
作者认为，在接下来的几年中，通过单细胞RNA-seq研究肿瘤的方法将进一步整合到癌症研究中，并将用于解决越来越多关于肿瘤生物学的问题。在这里，作者简要介绍一些可能解决的主要问题和scRNA-seq及其相关新兴技术在其中的作用。
一. 区分遗传与非遗传机制：单细胞多组学分析
遗传异质性是在肿瘤之间和肿瘤内产生多样性的重要原因。然而，越来越多的证据表明非遗传机制在其中的重要性。因此，在同一个细胞中映射细胞状态和遗传状态就是一个重要的挑战了。但是，现有大多数的scRNA-seq数据，基本忽略了细胞的遗传状态，或者只具有部分评估遗传状态的能力：（1）检测灵敏度有限的RNA突变；（2）个体突变的靶向测序；（3）CNAs推测。因此，正在开发和改进的多组学技术来实现细胞状态和遗传学的联合分析，有望对这些问题提出解决方案，比如，将mRNA检测和蛋白，DNA甲基化，染色质可及性，克隆扩增等同时进行检测的多组学方式。
来源：van Galen et al., 2019
二．细胞-细胞相互作用和空间位置：空间分辨率的单细胞技术
每个肿瘤类似于生态系统，因此，每个细胞的状态可能高度依赖于其精确的空间位置和与相邻细胞的相互作用。 这些复杂的相互作用及其对癌细胞生物学的影响现阶段仍然知之甚少。 将转录组与空间信息偶联将显著提高预测和进一步表征此类相互作用的能力。迄今为止，大多数scRNA-seq研究已经检测了细胞状态但没法还原其位置的任何信息。大多数情况下，只能根据数据特征来推断出可能的组织位置信息。因此，用于肿瘤分析的空间分辨技术的不断改进，以及来自不同技术的数据整合，将在未来几年内显著推进这些方向，并提高我们对细胞-细胞相互作用和空间效应的理解。
除了空间分析之外，肿瘤内细胞-细胞相互作用的研究将通过对配体和受体的表达分析来探究细胞间的相互交流。运用配体-受体复合物的数据库，通过scRNA-seq数据与肿瘤细胞亚群的定义相结合，来推断潜在的细胞-细胞相互作用，可以理解为其中一个群体产生配体，向另一个表达相应受体的群体发信号。当然，肿瘤微环境的复杂性，意味着这种潜在相互作用的数量很大，需要进行深入后续研究，才能确定个体相互作用的内在机理。
来源：Vento-Tormo et al., 2018
