在過去的十多年里，高通量測序技術被廣泛應用於生物和醫學的各種領域，極大促進了相關的研究和應用。其中轉錄組測序（RNA-seq）被廣泛應用於測定和描繪各類物種的基因或轉錄本的表達情況。但傳統的轉錄組測序技術（bulk RNA-seq）是基於群體細胞，每個樣本包含成千上萬個細胞，所以最終反映的是基因在群體細胞中平均表達水平，從而掩蓋了不同細胞之間的表達異質性。近年來，單細胞轉錄組測序（single-cell RNA-seq，scRNA-seq）技術得到了蓬勃的發展，從而使得可在單細胞水平揭示全基因組范圍內所有基因的表達情況，非常有利於研究細胞間的表達異質性。目前單細胞轉錄組測序技術（scRNA-seq）已經廣泛應用於各類物種（特別是人、小鼠等）的不同類型組織和細胞系，包括正常和病變細胞等。自從2009年等由湯富酬等人開發出了第一種單細胞轉錄組測序技術，目前已經有幾十種不同的單細胞轉錄組測序技術相繼被開發出來，它們都有各自的特點，擁有特定的優勢和缺點。為了正確利用相應的單細胞測序技術開展相關研究和應用，非常有必要充分了解這些不同技術的優缺點。
圖1、單細胞轉錄組測序技術的發展史(Svensson et al. NATURE PROTOCOLS, 2018)
進行單細胞測序前，首先需要分離單個的細胞，不同類型的單細胞轉錄組測序技術，使用的細胞分離技術可能不一樣。總的來說，目前主要有以下幾類細胞分離技術：
1）Micropipetting micromanipulation（口吸管技術）；
2）Laser capture microdissection（激光捕獲顯微切割技術）；
3）Fluorescence activated Cell Sorting，FACS（流式細胞儀技術）；
4）Microdroplets（微滴技術）；
5）Microfluidics（微流體技術）；
這幾類技術的優缺點具體如下圖所示
圖2、單細胞轉錄組測序細胞分離技術分類及各自的優缺點(Kolodziejczyk et al. Molecular Cell, 2015)
單細胞轉錄組測序技術種類根據測序捕獲的轉錄本序列范圍主要可分為：
1）測全長的轉錄本（full-length transcript sequencing）技術（如Smart-seq2、MATQ-seq 、SUPeR-seq等）；
優點：可測轉錄本的全長，檢測基因表達更靈敏、更准確，可進行各種類型的轉錄組測序數據分析；
缺點：細胞通量少，價格較貴；
2）只測轉錄本 3′ 或5′ 端的（3′ 或5′-end sequencing）技術（如Drop-seq,、Seq-Well、Chromium 、 DroNC-seq、STRT-seq等）兩大類。
優點：細胞通量高，價格便宜；
缺點：只測轉錄本的一端，檢測基因表達靈敏度較低，不適合進行可變剪接、等位基因表達等分析。
目前已有的主要單細胞轉錄組測序技術具體如下表所示
表1、目前主要的單細胞轉錄組測序技術(Chen et al. Frontiers in Genetics, 2019)
不同類型的單細胞轉錄組測序技術檢測基因表達的性能比較，結果顯示Smart-seq、MARS-seq等單細胞轉錄組測序技術在檢測基因表達時具有更高的准確性和靈敏性
1）單細胞和傳統多細胞測序的基因表達檢測相關性比較
圖3、單細胞轉錄組測序技術檢測的准確性（Svensson, Nature Methods, 2017）
2）不同單細胞轉錄組測序技術檢測表達基因數量比較
圖4、單細胞轉錄組測序技術檢測的靈敏性（Svensson, Nature Methods, 2017）
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