胚胎干细胞是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类多能干细胞, 它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。在适当的培养条件下, 囊胚的内细胞团可以发育形成胚胎干细胞。利用优化的高通量微流控芯片C1-HTIFC技术进行细胞分选, 进行单细胞测序分析后绘制出了人多能干细胞的体外分化图谱, 发现人多能干细胞在分化早期包含有多个分化谱系, 揭示了这些祖细胞的发育轨迹和分化过程中的基因表达动态。BLAKELEY等通过比较hESCs和多能外胚层的转录信息后, 发现与多能性相关基因具有保守性且在不同的通路中富集, 在hESCs内, 与细胞增殖和FGF、MAPK、Wnt信号通路相关的基因呈现相对高表达, 这表明, 植入前外胚层和hESCs维持多能性机制并不完全相同。
 

尽管ESCs具有同质性, 但其仍然包含不同的亚群体。利用单细胞测序分析后发现, 在单个mESCs中基因表达的情况均有所不同, 并依据转录水平的差异确定几个亚群体。通过使用液滴条形码方法对近1000个单个mESCs进行测序后,发现了几个新的亚群体, 包括类表皮型、Prdm1高表达型和hsp90高表达型; 对数千个细胞进行了测序, 观察白血病抑制因子戒断后mESCs的分化情况, 发现在撤掉LIF后第4天细胞分化表现出最大的异质性,有趣的是,7天后分化细胞与mESC细胞出现了部分的重叠。
 

通过对数据的进一步降维后, 发现了几种未知细胞类型的亚群:在撤掉LIF后的第2天和第4天筛选出了表达2细胞标志物Zscan4和Tcstv1/3全能细胞; 而在第4天和第7天, 则出现了表达母本印迹基因（H19、Rhox6/9、Peg10、Cdkn1等）的细胞亚群。这种方法体现了mESC在分化过程中的动态变化,表明单细胞测序技术可以用于分析检测细胞亚群及找出这些细胞亚群的标记基因。
 

出自《单细胞测序技术在干细胞领域的研究进展》作者刘芳远,苏秀兰。