在单细胞研究中，如何把固体组织温和、充分地解离为高质量单细胞/单核悬液，是决定数据可靠性和细胞谱系完整度的关键环节。过度解离会诱导细胞死亡和应激转录，解离不足则造成特定细胞类型系统性缺失。针对不同器官在细胞外基质和细胞敏感性上的差异，阿拉丁开发了覆盖心、肝、脾、肺、肾、脑、皮肤、肿瘤、胰腺及骨骼肌等多种组织的单细胞解离酶系列，通过组织特异性的配方设计和条件优化，为单细胞组学提供标准化、可重复的前处理工具。

一、单细胞实验为何需要组织解离酶？

1.1 从三维组织到单细胞悬液的转换

       正常组织由多种细胞类型及其分泌的细胞外基质共同构成高度组织化的三维结构，胶原纤维、弹性纤维和蛋白多糖形成的支架将细胞固定于特定空间位置，并通过黏附分子和基底膜受体参与信号转导。单细胞研究希望在尽量保留细胞内在表型和转录状态的前提下，将这种复杂的三维结构“可逆性拆解”为可被流式或微流控系统处理的单细胞悬液；组织解离酶体系在这一转换过程中承担着“松解支架、释放细胞”的核心任务。

1.2 解离条件与单细胞数据质量的关联

       组织解离不仅影响可收集的细胞数量和谱系组成，更深刻地塑造下游数据的质量与可解释性。过度酶解和剧烈机械剪切可迅速损伤细胞膜、线粒体与骨架结构，诱导细胞死亡和亚致死应激，转录组中表现为热休克蛋白、炎症因子和凋亡相关基因的异常升高；解离不足则导致细胞团块残留、某些紧密附着细胞类型释放不足，最终在单细胞图谱中表现为特定谱系的系统性缺失。精确控制解离强度，使解离程度、细胞活性、表面抗原保留和转录稳态之间达到平衡，是单细胞实验设计中不可忽视的技术环节。

二、核心技术特点

2.1组织特异性优化：针对不同组织的结构特性（如心脏组织的肌肉纤维丰富、脑组织的神经胶质细胞密集、肿瘤组织的异质性高等），设计专属酶解配方，确保解离效率与细胞活性的平衡。

2.2高效温和解离：采用复合酶制剂（含胶原酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶等），协同作用降解细胞外基质，避免单一酶过度作用导致的细胞损伤。

三、组织解离酶体系的组成与作用机制

3.1 胶原酶：细胞外基质骨架的主攻酶

        胶原酶能够识别并切割Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型胶原等多种胶原蛋白，是削弱组织整体机械强度、打开细胞外基质网络的关键组分。对于心脏、肝脏、肺、肾脏、皮肤和骨骼肌等胶原含量高的器官，胶原酶活性在决定解离效率方面尤为关键。通过适当调节胶原酶浓度和孵育时间，可在较短时间内显著松解间质骨架，同时最大限度避免对基底膜相关结构的过度破坏。

3.2 中性蛋白酶：细胞间黏附的调控者

        中性蛋白酶和胰蛋白酶类酶可广泛水解细胞表面黏附分子、连接蛋白以及部分受体蛋白，从而促进细胞从组织块中逐渐脱离并进入悬浮状态。这类酶显著加速细胞团块的解离，但也存在剪切表面抗原、削弱流式标记信号和改变细胞表面构象的潜在风险。因此，在组织特异性解离体系中，中性蛋白酶通常以较低浓度出现，并通过精准控制孵育时间来平衡解离效率与表型完整性。

3.3 DNase I：调控悬液黏度与细胞团聚

        在任意解离体系中，部分细胞不可避免地死亡或破裂，其释放的染色质DNA会迅速提高细胞悬液黏度，并促使细胞、纤维和碎片相互缠绕形成大团块。DNase I可以将高分子DNA水解为小片段，显著降低悬液黏度，减少团聚，改善过滤与上机表现。特别是在含坏死区域、纤维化明显或处理时间较长的组织中，合理配置DNase I基本是获得高质量单细胞悬液的必要条件。

3.4 其他ECM靶向酶与保护性组分

        透明质酸酶、弹性蛋白酶以及针对蛋白多糖的专一性酶类对皮肤、肺、血管等富含透明质酸与弹性纤维的组织具有重要协同作用，可在不显著加大机械剪切的前提下增强组织松解。与此同时，适宜的Ca²⁺/Mg²⁺浓度有利于部分酶维持活性和稳定构象，而白蛋白、抗氧化剂及特定缓冲体系则在一定程度上减弱酶对细胞膜的非特异性水解，降低对敏感细胞类型的损伤概率，使整体解离过程更可控、更可重复。

四、不同组织的结构特点与解离策略

4.1 心脏组织

【组织特点】

       心脏组织由大量高度有序排列的心肌细胞、结缔组织和血管网络构成，间质中胶原与弹性纤维含量丰富，赋予心肌较高的机械强度和弹性。心肌细胞体积大且细胞膜对剪切与氧化应激高度敏感，稍有不当操作即可能导致细胞断裂或亚致死损伤，并形成大量肌浆和细胞碎片，显著干扰后续分析。

【解离策略】

       心脏解离宜采用以胶原酶为主、联合温和蛋白酶的酶学体系，在含适量Ca²⁺/Mg²⁺的缓冲液中于37℃条件下孵育，并控制振荡转速及吹打次数，使间质骨架得到充分削弱而剪切强度保持在心肌细胞可耐受的范围内。通过这种策略可在保证细胞活性与膜完整性的前提下，获得用于单细胞测序或单核分析的高质量心肌样本。

4.2 肝脏组织

【组织特点】

       肝脏组织间质相对柔软，以窦状隙和肝索组成的板梁样结构为特征，肝细胞与库普弗细胞、内皮细胞及星状细胞等多类细胞紧密共存。肝实质细胞体积较大，对渗透压和氧化应激较为敏感，同时肝脏本身富含代谢酶，使得长时间孵育更易诱导细胞功能失衡与死亡。

【解离策略】

       肝脏解离多采用胶原酶为核心，辅以低浓度中性蛋白酶，以温和破坏窦状隙与基底膜结构，辅助释放肝细胞和非实质细胞群。通过对孵育时间和机械吹打强度的精确控制，可以在保持细胞活性与膜完整性的同时，获得同时包含肝细胞、内皮细胞和免疫细胞的多谱系悬液，适用于肝脏疾病模型的单细胞研究。

4.3 脾脏组织

【组织特点】

       脾脏是外周免疫调控的核心器官之一，白髓及红髓区富集大量淋巴细胞、浆细胞和树突状细胞，并通过网状纤维支架维持空间结构。整体ECM负荷相对较轻，但目标细胞以免疫细胞为主，其表面抗原对于流式群体解析和功能表征具有关键意义，因此对酶学应激尤其敏感。

【解离策略】

       脾脏解离更强调对免疫细胞表型的保护，通常采用温和蛋白酶作为主酶，配合适量DNase I降低悬液黏度，仅使用较低剂量胶原酶以辅助松解网状纤维。孵育时间控制偏短，可在较少影响T/B细胞和抗原递呈细胞表面标记的前提下，快速获得高活性免疫细胞悬液，适合进一步进行流式分群和单细胞转录组分析。

4.4 肺脏组织

【组织特点】

       肺组织呈海绵状结构，以肺泡和细小气道为基本单元，富含弹性纤维和蛋白多糖，同时包含肺泡上皮细胞、气道上皮细胞、血管内皮细胞以及各类驻留和浸润的免疫细胞。整体结构既脆弱又高度多细胞类型混杂，使得过度机械剪切易导致上皮细胞损伤，而解离不足又会出现特定谱系释放不充分的问题。

【解离策略】

       肺脏解离适宜结合胶原酶、弹性蛋白酶及适量中性蛋白酶，在中等转速震荡条件下孵育，使弹性纤维与胶原骨架得到协同降解，同时通过温和吹打逐步打散组织碎块。通过精细调节酶解时间和剪切强度，可在保护肺泡上皮细胞和血管内皮细胞的前提下，释放多类结构细胞和免疫细胞，构建具有代表性的肺单细胞谱系，用于肺部疾病和免疫微环境研究。

4.5 肾脏组织

【组织特点】

       肾脏由肾小球、肾小管和间质等多种结构单元构成，其中肾小球和肾小管基底膜富含第四型胶原和层粘连蛋白，形成高度致密的过滤屏障。足细胞、肾小管上皮细胞及间质细胞对机械和酶学损伤均相对敏感，稍有不当操作即可影响其形态与功能。

【解离策略】

       肾脏解离策略需要兼顾强力基底膜降解和细胞谱系保护，通常以胶原酶和其他基底膜靶向酶为主，配合低中强度振荡和有限次数的吹打，使肾小球和肾小管周围致密ECM得到充分松解。通过控制酶浓度和孵育时间，可同时获得足细胞、肾小管上皮细胞和间质细胞等多类细胞群，用于解析肾脏疾病中的微环境重塑和细胞谱系变化。

4.6 脑组织

【组织特点】

       脑组织由神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞等构成，整体极为柔软，神经元轴突和树突结构细长而脆弱。脑组织富含髓鞘与脂质，其碎片在解离过程中容易大量释放，形成脂滴与髓鞘残片，显著增加背景噪音并干扰单细胞包裹与测序。

【解离策略】

       脑组织解离通常采用温和的复合解离酶体系，在略低于37℃的温度和较短孵育时间内完成ECM松解，并严格控制机械吹打的频次和力度，以最大限度避免轴突、树突折断和神经元死亡。解离后配合密度梯度离心或去髓鞘流程，可有效去除脂质和髓鞘碎片，提升神经元与胶质细胞在单细胞数据中的信噪比，适合用于中枢神经系统发育、退行性疾病及炎症相关研究。

4.7 皮肤组织

【组织特点】

       皮肤由角质层、表皮和真皮等结构组成，真皮富含胶原和弹性纤维，并以蛋白多糖和透明质酸填充间隙，形成兼具强度与弹性的屏障结构。细胞类型包括角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞和多类免疫细胞，整体对机械损伤耐受相对较高，但单纯依靠机械剪切常难以实现充分解离。

【解离策略】

       皮肤解离策略强调“多靶点ECM降解”，通常联合透明质酸酶、胶原酶和弹性蛋白酶，通过协同水解胶原束和蛋白多糖网络来显著缩短解离时间，降低对细胞的机械损伤。合适的缓冲体系与温度控制有助于在控制酶解时间的同时维持细胞活性和渗透压稳定，为获取成纤维细胞、免疫细胞及内皮细胞等多谱系提供条件，有助于皮肤免疫、瘢痕形成及再生医学研究。

4.8 肿瘤组织

【组织特点】

       实体肿瘤具有高度异质性和复杂肿瘤微环境，常伴明显纤维化、血管异常和免疫抑制细胞浸润。肿瘤组织往往同时包含肿瘤细胞、浸润淋巴细胞、髓系细胞、内皮细胞及癌相关成纤维细胞等多种细胞群，局部坏死区广泛存在，使样本整体易出现高黏度和高碎片背景。

【解离策略】

       肿瘤解离需要较强ECM降解能力以穿透纤维化基质，同时依赖足量DNase I应对坏死区释放的大量DNA，防止悬液黏稠与团块形成。精心设计的胶原酶和蛋白酶组合可在尽量减小不同细胞谱系偏向性损伤的前提下，提高细胞释放效率，获得全面反映肿瘤微环境的单细胞悬液，适用于肿瘤免疫、耐药机制及细胞谱系演化等研究。

4.9 胰腺组织

【组织特点】

       胰腺由外分泌腺泡、导管系统和胰岛构成，外分泌部分富含多种消化酶原，若在解离过程中被激活，可能对细胞膜产生额外proteolysis作用。胰岛中β细胞等内分泌细胞体积较小且代谢活跃，对环境变化更为敏感，易在激烈条件下发生凋亡。

【解离策略】

       胰腺解离需要在外源性解离酶和潜在内源性酶活之间建立可控平衡，通常采用温和的ECM靶向酶组合，辅以严格控制pH和钙离子浓度，以减少胰蛋白酶原等内源性酶的异常激活。通过缩短孵育时间和降低机械剪切强度，可在有效释放外分泌和内分泌细胞的同时，保持胰岛结构或单细胞状态下的功能完整性，适合用于糖代谢疾病和胰腺肿瘤相关的单细胞研究。

4.10 骨骼肌组织

【组织特点】

       骨骼肌由粗大的多核肌纤维束和丰富的胶原纤维束构成，整体机械强度非常高，单纯依靠温和解离条件往往难以获得足够细胞释放。肌卫星细胞和肌成纤维细胞等关键细胞群数量有限，却对环境和酶学刺激较为敏感，是肌肉再生与重塑研究中的重点对象。

【解离策略】

       骨骼肌解离通常采用相对高强度的胶原酶结合多种蛋白酶，在较强机械剪切配合下逐步瓦解肌纤维束周围的胶原束，使嵌入其间的卫星细胞和间质细胞得以释放。通过梯度优化酶浓度和剪切条件，可在确保胶原骨架有效拆解的同时，尽量维持关键细胞群的活性与功能，用于肌肉损伤修复、代谢性肌病及运动适应等方向的单细胞研究。

五、阿拉丁相关产品

六、典型应用领域

依托上述多组织单细胞解离酶体系获得的高质量单细胞/单核悬液，可广泛用于多种下游研究场景：

6.1 单细胞测序研究

为单细胞转录组测序、单细胞ATAC-seq、单细胞多组学联合测序等提供高活性、低应激、谱系代表性良好的起始细胞群体，更准确地捕获组织内部的细胞异质性与状态转变过程。

6.2 细胞分选与功能分析

解离后的细胞悬液可直接用于流式细胞术或荧光激活细胞分选（FACS），分离特定细胞亚群开展后续功能实验，如细胞增殖、凋亡、细胞毒性检测、细胞因子分泌分析等。

6.3 原代细胞培养与体外模型构建

通过高效获取组织来源的原代细胞，为药物筛选、疾病模型构建、细胞-基质互作研究及类器官/类组织培养提供高质量起始材料，有助于在更接近体内状态的条件下评价药效与毒性。

6.4 疾病机制与微环境研究

在肿瘤微环境分析、神经退行性疾病、心血管疾病、肾脏疾病、代谢性疾病等研究中，利用来自特定组织的单细胞数据，解析细胞组成、谱系重塑与病理状态之间的关系，助力识别新的治疗靶点与生物标志物。

       综上，基于不同组织微环境特征构建的多组织单细胞解离酶系列，不仅在解离效率、细胞活性和表型完整性之间实现了更合理的平衡，也显著降低了实验人员在前处理环节的摸索成本。研究者可在标准化配方的基础上，结合具体样本类型和下游平台需求，对酶浓度、孵育时间及机械操作强度进行适度微调，从而获得更贴合自身课题的解离条件。借助这套覆盖心、肝、脾、肺、肾、脑、皮肤、肿瘤、胰腺及骨骼肌等组织的解离工具，有望在单细胞转录组、多组学联合分析以及疾病微环境研究中，稳定获得高质量的起始细胞材料，提升数据的信噪比和生物学解释深度。

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