继在《Cell》上发表重磅文章，利用高通量单细胞测序平台对来自小白鼠近50种器官组织的40余万个细胞进行系统性的单细胞转录组分析，绘制了世界上第一张哺乳动物细胞图谱后，近期浙大医学院的80后博导郭国骥教授又带领团队在《Genome Biology》发表了题为“Mapping human pluripotent stem cell differentiation pathways usinghigh throughput single-cell RNA-sequencing”的研究论文。
在该论文中，郭国骥团队基于优化后的微流体回路（microfluidic circuits）高通量单细胞RNA测序（scRNA-seq）方法，通过对4822个scRNA-seq数据的分析（其中包括2636个EB样本（683个第四天EB和1953个第8天EB），1491个Naïve样H9和695个Primed H9细胞样本），绘制了人多能干细胞（hPSC）早期分化的细胞状态图谱，涵盖多种细胞谱系，包括神经，肌肉，内皮，基质，肝脏和上皮细胞。
人类多能干细胞 (hPSCs)是目前生物学领域最引人注目的话题之一，其原因在于hPSCs可通过改善机体再生能力，为治疗许多疾病提供了一个潜在的途径。hPSCs在体外和体内都具有自我更新和多向分化的能力。使用不同的分化方案，hPSCs能从不同胚层产生不同的细胞类型。
应用流式细胞术和免疫染色可以确定hPSC分化培养物中的细胞类型。但是，这些方法都存在低效率和功能上的缺陷。而单细胞RNA测序（scRNA-seq）提供了一种很有效的思路，迄今为止，单细胞技术已被用于研究多种系统中的细胞异质性。
本研究中，作者使用升级后的Fluidigm C1系统和优化的高通量微流控芯片（HT IFC）构建来自hPSC的各种谱系特异性祖细胞的早期分化轨迹并揭示这些前体细胞在EB分化系统中的相互作用。这也是国内科学家首次利用该高通量芯片系统实现高端创新研究。
文章第一作者韩晓平博士指出：“该系统一次可分析多达800个细胞并且每个细胞平均可检测5000个基因，在通量和分辨率上都具有明显优势”。
通过伪时间分析，研究者构建了这些祖细胞的发育轨迹，揭示了细胞分化过程中的基因表达动态。为了研究细胞状态转变过程，作者还使用C1 scRNA-seq平台来研究初始态至幼稚样的转换过程，并揭示Primed和Naïve-like H9细胞之间基因表达谱的差异。
研究者将初始态的H9细胞（primedH9 cells）重编程为幼稚样H9细胞（naïve-likeH9 cells ），结果发现，幼稚样H9富含与血源性内皮细胞发育有关的基因，如MAPK-ERK1 / 2信号通路基因。从功能上来说，幼稚样H9比初始态H9细胞具有更高潜能分化为造血细胞谱系。
该研究为hPSC构建了一个全面的单细胞水平分化图，并为早期胚胎谱系提供了新的见解，可以指导建立和优化更复杂的分化系统。
作为单细胞研究技术和仪器的主要开发者之一，Fluidigm公司一直致力于单细胞研究的发展，并根据用户不同需求提供多种高通量芯片类型和实验方法。
参考文献：
· Han X., et al., Mapping human pluripotent stem cell differentiation pathways using high throughput single-cell RNA-sequencing. 2018. Genome Biol. 19(1):47. doi:10.1186/s13059-018-1426-0.
