背景:构建一个全面的膀胱细胞图谱对于了解良性膀胱疾病和膀胱癌的细胞起源至关重要。以往对膀胱细胞的分类研究多依赖于细胞的形态、位置、电生理学和功能。然而,这些方法可能难以全面地对膀胱细胞进行精确分类。m RNA作为遗传物质的信使,起到翻译和指导蛋白质合成的重要生理功能。利用总RNA测序人们可以了解膀胱组织的平均RNA表达情况,但却无法精确到单个细胞的RNA表达情况。近年来,随着高通量单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing,sc RNA-seq）技术的发展和人类细胞图谱计划的提出,为我们进行膀胱单细胞转录组图谱的研究提供了基础。目的:本研究拟通过sc RNA-seq技术,深入了解人和小鼠膀胱细胞的精确分类和潜在的生理功能。同时,通过单细胞转录组的分析可以揭示人和小鼠膀胱细胞的同源性和异质性,这将为研究不同膀胱细胞类型与膀胱疾病之间的关系提供重要的信息。第一部分人类膀胱单细胞转录组图谱的构建方法:我们分别从3位行根治性膀胱癌切除术或膀胱部分切除术的患者获取远离肿瘤的正常膀胱组织,通过消化酶的消化作用后制备成单细胞悬液。我们应用10x Genomics的仪器把单细胞悬液制备成油包水结构,随后进行c DNA文库建立和测序。我们使用10x Genomics提供的Cellranger软件对单细胞测序数据进行初步分析,然后使用R包Seurat、Monocle2、Velocity对单细胞测序数据进行二次分析。同时我们使用免疫组化、免疫荧光和蛋白质印迹的方法对单细胞测序发现的膀胱新的细胞类型进行验证。结果:我们成功捕获了12423个人类膀胱细胞的单细胞转录组信息,构建了一个人类膀胱转录组图谱。通过细胞之间的无偏聚类,可以把人膀胱细胞分成16种不同的细胞类型。我们构建了人类膀胱间质细胞的发育轨迹,并且对膀胱上皮细胞和间质细胞的RNA动力学进行分析。我们发现了2种新的膀胱细胞类型:一种是特异表达ADRA2A和HRH2的间质细胞,它可能与神经传导和过敏反应有关;另一种是特异表达TNNT1的上皮细胞,它可能与膀胱的排空有关。本部分结果展示了人膀胱丰富的单细胞转录组信息,通过聚类分析将膀胱细胞精确分成16种不同细胞类型,并且发现了2种新的细胞类型。然而,小鼠作为最常用的动物模型之一,我们仍然没有完全清楚它与人的膀胱细胞类型之间的相似性如何。为了解决这些问题,我们接下来对小鼠的膀胱进行sc RNA-seq。第二部分小鼠膀胱单细胞转录组图谱的构建方法:我们选取10只C57BL/6小鼠正常膀胱组织,用消化酶进行单细胞悬液的制备。同样使用10 Genomics的仪器把小鼠膀胱单细胞悬液制备成油包水的结构,随后进行文库建立和测序。用类似人膀胱的方法分析小鼠单细胞测序的数据。我们计算皮尔森相关系数判断人和小鼠不同细胞类型之间的相关性。同时,我们使用免疫组化和蛋白质印迹的方法验证人与小鼠之间的种属异质性。结果:我们得到了12884个正常小鼠膀胱的单细胞RNA信息,描绘了一个小鼠膀胱单细胞转录组图谱。根据这些单细胞转录组的信息,把小鼠膀胱细胞精确分成15种细胞类型。通过比较人和小鼠膀胱细胞类型的同源性和异质性,确定了人类和小鼠膀胱进化的保守性和异质性。结论:我们的研究提供了迄今为止人和小鼠正常膀胱中最全面的单细胞转录组信息。这些结果为发现新的细胞类型、特异性的细胞标记、信号受体和转录组数据集提供了很好的参考,这将有助于研究细胞类型和膀胱疾病之间的关系提供新的见解。