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(shù)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(jīng)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(zhuǎn)錄組測序的出現(xiàn)極大的解決了這個問題。
單細胞核轉(zhuǎn)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xi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(zhì)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(yōu)缺點呢，下面小編來總結(jié)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(xiàn)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(shù)：6862個細胞核（snRNA-seq），900個細胞核（單細胞DNA-seq）
結(jié)論：耐藥基因型是預先存在的，并由NAC適應性地選擇，而轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qū)
測序策略：Fluidigm C1平臺，單細胞核測序（snRNA-seq）
捕獲細胞數(shù)：4,488個細胞核
結(jié)論：確定了16種神經(jīng)元亞型，并根據(jù)已知的標記和皮質(zhì)細胞結(jié)構對其進行了進一步的注釋；揭示了足以識別神經(jīng)元亞型和神經(jīng)解剖學區(qū)域的轉(zhuǎn)錄組特征，同時也揭示了轉(zhuǎn)錄組的異質(zhì)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(shù)： 21,737個心肌細胞核
結(jié)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(tài)轉(zhuǎn)錄圖，揭示了受傷后心臟修復的轉(zhuǎn)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bin對腎小球和腎小管間質(zhì)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bin樣本
測序策略：10x平臺，單細胞核測序（snRNA-seq）
捕獲細胞數(shù)：23,980 個細胞核
結(jié)論：在snRNA-seq數(shù)據(jù)中腎臟的所有主要細胞類型都得到了體現(xiàn)；結(jié)果發(fā)現(xiàn)鉀分泌的增加和血管生成的信號代表了人類糖尿病腎bin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(jīng)喪失活動，無法開展scRNA-seq。
二、某些細胞類型可能丟失，引發(fā)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(guī)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(jīng)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(nèi)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(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)錄發(fā)生“人為改變"，造成“轉(zhuǎn)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(guī)則、細胞結(jié)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(yōu)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(zhì)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(wěn)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(shù)據(jù)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(jù)治療結(jié)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(guī)則的樣本都可以用snRNA-seq來解決。
3、降低人為引入的轉(zhuǎn)錄偏差
因為組織可以直接從凍存狀態(tài)開始抽核，此狀態(tài)下細胞轉(zhuǎn)錄活動已經(jīng)被抑制并固定，因此不會再發(fā)生轉(zhuǎn)錄狀態(tài)改變，結(jié)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(zhuǎn)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(zhì)中的RNA分子，snRNA-seq在鑒定細胞轉(zhuǎn)錄狀態(tài)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(xiàn)為免疫細胞。
單細胞核測序（snRNA-seq）和單細胞測序（scRNA-seq）各有優(yōu)缺點和局限性，老師們根據(jù)具體的實驗目的選擇合適的測序類型。
