單細胞測序（scRNA-seq）對于制備的細胞懸液的細胞活性和細胞數目有著較高的要求，而且必須要求新鮮的樣本，但是那些已經凍起來的樣本庫里面大量的珍貴樣本，比如腦組織，心臟組織，腫瘤組織等都無法進行scRNA-seq，單細胞核轉錄組測序的出現極大的解決了這個問題。

單細胞核轉錄組測序（Single Nuclei RNA Sequencing，snRNA-seq）：通過提取樣本單細胞核，然后分離、標記細胞核，在單細胞水平研究核基因表達檢測的技術。為腦組織、心臟、腎臟等復雜組織或一些珍稀凍存樣品提供了單細胞水平研究應用平臺，可挖掘更多潛在的致病細胞類型，更易于探討腫瘤細胞異質性和致病機理。

那么，scRNA-seq和snRNA-seq都什么時候用呢，它們各有什么優缺點呢，下面小編來總結一下。

單細胞核測序（snRNA-seq）的應用

一、腫瘤凍存樣本


研究目的：利用單核RNA測序（snRNA- seq）和單細胞DNA測序研究三陰乳腺癌的耐藥性是由選擇罕見的現有克隆引起的，還是通過獲得新的基因組畸變引起的
樣本信息：8個三陰乳腺癌凍存組織
測序策略：10x平臺，單細胞核測序（snRNA-seq）和單細胞DNA測序
捕獲細胞數：6862個細胞核（snRNA-seq），900個細胞核（單細胞DNA-seq）
結論：耐藥基因型是預先存在的，并由NAC適應性地選擇，而轉錄譜是通過對TNBC患者的化療進行重新編程而獲得

二、腦組織凍存樣本

研究目的：利用單核RNA測序（snRNA- seq）揭示人大腦組織的單細胞轉錄組圖譜
樣本信息：一個正常的51歲女性的死后大腦中6個不同的腦區
測序策略：Fluidigm C1平臺，單細胞核測序（snRNA-seq）
捕獲細胞數：4,488個細胞核
結論：確定了16種神經元亞型，并根據已知的標記和皮質細胞結構對其進行了進一步的注釋；揭示了足以識別神經元亞型和神經解剖學區域的轉錄組特征，同時也揭示了轉錄組的異質性

三、心臟組織冷凍樣本

研究目的：通過單核RNA測序（snRNA- seq）揭示心臟再生反應的分子機制及其在晚期的阻斷作用
樣本信息：心肌梗死（MI）后1天和3天或假手術后P1的再生心臟的心肌細胞，手術后相同的時間點收集了非再生型P8心臟的心肌細胞，共8個樣本
測序策略：10x平臺，單細胞核測序（snRNA-seq）
捕獲細胞數： 21,737個心肌細胞核
結論：繪制了健康、受傷和再生小鼠心臟中五個不同心肌細胞群的動態轉錄圖，揭示了受傷后心臟修復的轉錄情況

四，腎臟冷凍樣本

研究目的：通過單核RNA測序（snRNA- seq）揭示糖尿病腎病對腎小球和腎小管間質的損害過程中，伴隨的細胞特異性基因表達的變化
樣本信息：3個對照組和3個早期糖尿病腎病樣本
測序策略：10x平臺，單細胞核測序（snRNA-seq）
捕獲細胞數：23,980 個細胞核
結論：在snRNA-seq數據中腎臟的所有主要細胞類型都得到了體現；結果發現鉀分泌的增加和血管生成的信號代表了人類糖尿病腎病的早期腎臟反應。

單細胞測序（scRNA-seq）的缺點

一、僅適用于新鮮組織樣本
懸液制備僅適用于新鮮組織樣本，限制了單細胞測序技術的應用，很多具有重要科研和臨床價值的凍存樣本已經喪失活動，無法開展scRNA-seq。

二、某些細胞類型可能丟失，引發細胞類型的偏好
不易解離的細胞容易丟失，同時一些較為敏感的細胞可能會因為解離過度而破碎，比如：腦，心臟，腎臟，肝臟等，蛋白酶可能傾向于易于解離的細胞類型，不易解離的細胞類型容易丟失，或者敏感的細胞類型會破碎，會影響細胞類型的完整性。

例如腦組織無法通過常規的解離手段獲得完好的細胞，因此這一組織中的細胞類型非常容易丟失。腦部的新生神經元（newborn neurons）也會遭遇同樣的。
例如腎臟組織中的腎小球足細胞（glomerular podocytes）, 腎小球系膜細胞（mesangial cells）, 以及內皮細胞（endothelial cells）都無法通過scRNA-seq得到鑒別；肺臟組織如果通過scRNA-seq來鑒定細胞類型，會發現上皮細胞比例嚴重失真，而部分稀有細胞類型則無法得到鑒別。

三、懸液消化過程可能會導致應激基因的表達
解離過程可能會誘導應激基因的表達，引起細胞轉錄發生“人為改變”，造成“轉錄偏好（bias），這樣可能會一定程度影響樣本的真實情況。

四、特殊細胞情況：細胞較大、細胞形狀不規則、細胞結團等情況
有些細胞類型，比如：心肌細胞、骨骼肌細胞和成熟的脂肪細胞，這些細胞都是直徑比較大的細胞，是不能通過10x平臺的微管道或者落入BD平臺芯片的小孔的，如果研究的樣本類型為心臟、脂肪等且關注心肌細胞、脂肪細胞信息，scRNA-seq就沒有辦法滿足需求。

單細胞核測序（snRNA-seq）的優點

1、細胞核的獲得比細胞懸液的獲得簡單
單細胞懸液制備過程往往是造成實驗可變性的主要因素。如何獲得足質足量的單細胞懸液，這是實驗面臨的第一個難題，特別是那些稀有細胞或難以解離的細胞；細胞核膜相比細胞膜更為堅固，因此，凍存組織細胞膜破裂后細胞核則能夠保持完整，由于僅涉及機械破碎和簡單的純化，snRNA-seq操作步驟相對簡化，便于開展實驗，其穩定性相比scRNA-seq大大提高。

2、適用的樣本類型擴大
單細胞核測序snRNA-seq由于是抽提細胞核進行測序，所以可以應用于凍存的樣本，極大的利用了那些生理病理數據清晰的凍存樣本；對于那些新鮮樣本解離成功率低的樣本；或者是樣本的收集難度大，收集周期長，比如一個樣本不同階段的評估，或者根據治療結果決定前端樣本是否入組等情況；亦或是細胞體積大，形狀不規則的樣本都可以用snRNA-seq來解決。

3、降低人為引入的轉錄偏差
因為組織可以直接從凍存狀態開始抽核，此狀態下細胞轉錄活動已經被抑制并固定，因此不會再發生轉錄狀態改變，結果真實性提高。

4、能夠鑒定到的細胞類型更為全面和完整
直接對細胞進行機械法或者化學法破碎，不會引入的解離偏好性，理論上來講所有細胞類型都能得到回收，能夠獲得更加完整和全面的細胞圖譜。

單細胞核測序（snRNA-seq）的缺點

1、snRNA-seq會有檢測到的基因偏少的風險
雖然有一些比較單細胞RNA測序（scRNA-seq）和單細胞核（snRNA-seq）測序的研究表明，轉錄本在整個細胞和細胞核中的表達程度相當；是理論上來講，缺失了細胞質中的RNA分子，snRNA-seq在鑒定細胞轉錄狀態中可能不如scRNA-seq，同時由于細胞核中帶有polyA尾的成熟mRNA比例更低，因此對于某些樣本而言，采用SnRNA-seq每個細胞核中檢測到的基因可能會有偏少的風險，不利于細胞亞型的鑒定。

2、snRNA-seq對免疫細胞類型的獲得不友好
雖然snRNA-seq能夠獲得更加全面完整的細胞類型，但是對于某些細胞類型的獲得比例不如scRNA-seq，主要表現為免疫細胞。

單細胞核測序（snRNA-seq）和單細胞測序（scRNA-seq）各有優缺點和局限性，老師們根據具體的實驗目的選擇合適的測序類型。