单细胞测序研究面临众多挑战, 首先是可用的材料非常少, 无论是实验材料的来源还是有效的测序样本。每个细胞平均只含有约10 µg的总RNA, 而其中仅有约0.1 µg是mRNA。对于许多基因, 每个细胞中只有几十个转录本。因此, 在测序前需要扩增以获得足够的cDNA, 但cDNA在扩增过程中由于技术限制很有可能会造成cDNA的比例失调, 使得测序结果不够准确。
 

而实验所用的细胞资源, 如胚胎细胞、干细胞、生殖细胞等的获取在伦理上还饱受争议, 这也造成了单细胞测序技术的应用局限。该方法的另一个局限性是由细胞的特性所决定的, 基因表达的脉动性和突发性会产生生物噪音。基因不是以稳定的方式表达, 而是在短时间内以零星的方式主动转录, 所以对于一个给定的细胞, 各种基因转录水平处于不断变化的状态, 且大多数单细胞测序技术只能检测到大约10％的mRNA分子, 这意味着单细胞测序所能获得的信息量存在很大的局限性。
 

除此之外, 单细胞测序技术还存在很多技术上的问题, 现有的单细胞分离技术都会在不同程度上对细胞造成损伤, 即使是现在被广泛应用于细胞筛选和分离的流式细胞分离技术, 对细胞的损伤也是不容忽视的, 普通的细胞分离技术, 又受到技术的限制无法获得大量样本材料。所以还有很多问题有待我们去解决, 如如何高效获取单细胞样本, 如何降低生物噪音, 如何实现单细胞测序技术低成本推广等。单细胞测序技术存在不足的同时还存在无限潜能。每一次科学研究的重大进步都伴随着科学技术的突破, 如果没有单细胞测序技术的出现, 众多的生殖问题都无法解决, 众多的疾病机制都无法完善。生殖是关系到种族存续的重要问题, 与生命起源、生物资源可持续发展、物种多样性息息相关。单细胞测序技术特有的高精准性在未来将会对发育生物学、生殖生物学、精准医学的发展产生深远的影响。
 

出自《单细胞测序技术在生殖研究中的应用》作者高山凤,肖轩,张玲羽。