單細胞組學
在單細胞解析度下解析組織異質性，精準定義細胞亞群及其分化軌跡。
10x 單細胞 ATAC
10x 單細胞 ATAC 測序（Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing）為基於 10x Genomics 微流控平台與轉座酶技術的表觀遺傳學技術，核心用於在單個細胞層級解析染色質可及性分布，精準定位開放染色質區域（如啟動子、增強子），揭示基因表達調控的表觀遺傳機制。染色質可及性直接決定轉錄因子與 DNA 的結合效率，是調控基因時空表達的核心因素。相較於傳統 bulk ATAC 測序，10x 單細胞 ATAC 測序打破細胞群體平均化侷限，能捕捉不同細胞亞群、甚至單個細胞的染色質開放狀態差異，同時關聯細胞類型與功能表型，為解析細胞異質性的表觀遺傳基礎、基因調控網絡重構提供深度支撐，廣泛應用於發育生物學、腫瘤學、神經科學、免疫生物學等領域。
原理介紹
10x 單細胞 ATAC 測序技術基於「轉座酶介導的染色質片段化—單細胞標記—高通量測序」核心邏輯，依託油包水微流控系統與 Tn5 轉座酶實現精準檢測：Tn5 轉座酶可特異性結合染色質開放區域，將其切割為短片段並同時插入測序接頭。透過 10x 微流控系統，將單個細胞、攜帶專屬細胞 Barcode 的凝膠珠及 Tn5 轉座酶反應體系包裹在同一油包水微滴中，確保每個微滴僅含一個細胞。在微滴內完成染色質片段化與接頭標記後，收集產物進行 DNA 擴增、文庫建構與高通量測序。藉由細胞 Barcode 將測序 reads 分配至對應單細胞，透過比對基因體定位開放染色質區域，結合轉錄因子基序分析、峰值註釋，明確每個細胞的染色質可及性特徵，進而關聯基因表達調控網絡，解析細胞功能的表觀遺傳調控機制。
文獻案例
《Nature Communications》發表題為 "Single cell multi-omics reveal intra-cell-line heterogeneity across human cancer cell lines" 的研究，依託 10x 單細胞 ATAC 測序聯合轉錄組多組學技術，系統解析人類癌細胞株內的異質性特徵，為腫瘤基礎研究與藥物研發提供關鍵依據。研究選取多種人類癌細胞株，透過 10x 單細胞 ATAC 測序與轉錄組測序聯動分析，同步獲取單個細胞的染色質可及性譜與基因表達譜，揭示癌細胞株內的表觀遺傳與轉錄異質性。結果顯示，同一癌細胞株內存在多個表觀遺傳亞群，各亞群染色質開放區域存在顯著差異，且與基因表達異質性高度關聯。進一步研究發現，染色質可及性差異主要集中在與細胞增殖、抗藥相關基因的調控區域，部分表觀遺傳亞群對化療藥物表達出固有抗性。該研究透過多組學視角證實癌細胞株內異質性的表觀遺傳基礎，為優化藥物篩選模型、精準標靶腫瘤異質性提供重要分子支撐，彰顯單細胞 ATAC 技術在腫瘤研究中的核心價值。
送樣標準
細胞濃度 1×10⁵–1×10⁶個/mL，體積≥1mL/份，用無血清培養基重懸，添加 0.04% 牛血清白蛋白；4°C 冷藏運輸，避免震盪與反覆凍融；細胞活性≥85%，無紅血球、雜質聚團及核酸污染，避免使用含 EDTA 的緩衝液。
重量≥0.1g/份，取材後立即置於組織保存液中，4°C 冷藏運輸（嚴禁冷凍），24 小時內送達；註明組織類型、部位及處理條件，避免組織壞死，優先選擇細胞密度高、間質成分少的組織。
細胞量≥1×10⁶個/份，消化為單細胞懸液後用無血清培養基重懸，4°C 冷藏運輸；註明細胞株名稱、培養條件、處理方式（藥物干預、誘導分化等），確保細胞狀態穩定，無過度凋亡現象。
細胞沉澱≥5×10⁶個/份，用無 EDTA 凍存液凍存，液氮保存後乾冰運輸；解凍後立即製備單細胞懸液，快速洗滌去除凍存液，全程低溫操作，減少染色質損傷，細胞活性需≥80%。
胚胎樣品需完整取材，類器官重量≥0.05g/份，置於專用保存液中 4°C 冷藏運輸，12 小時內送達；註明發育階段、培養條件，避免機械損傷，需提前解離為單細胞懸液（可提供解離服務）。
交付內容
原始測序資料
Fastq 格式原始測序 reads、測序品質管制報告（Q30 值、GC 含量、重複率）、細胞 Barcode 分配統計及峰值 Calling 原始資料。
資料分析報告
涵蓋細胞聚類分析圖、各細胞亞群染色質開放區域註釋結果、差異開放區域火山圖、轉錄因子基序富集分析、基因調控網絡建構及核心表觀遺傳機制解讀。
常見問題
①增加測序深度，提升低豐度開放區域的檢測靈敏度；②優化細胞分選策略，富集目標細胞亞群，減少無關細胞干擾；③調整資料分析參數，優化峰值過濾標準與聚類解析度，結合已知細胞標誌基因的開放區域輔助分群；④確保樣品處理流程統一，避免技術偏差導致的差異掩蓋。
採用 10x Genomics 多組學聯合平台，對同一樣本同時進行 ATAC 測序與單細胞轉錄組測序，透過共同的細胞 Barcode 實現資料關聯；資料分析時，將染色質開放區域與對應基因表達水準進行關聯，預測開放區域調控的標的基因，建構「表觀遺傳—轉錄」調控網絡，同時可透過標籤轉移演算法，利用轉錄組細胞註釋結果優化 ATAC 資料的的分群準確性。
