單細胞轉錄組測序是近年來生物學領域比較火的技術之一，憑借著其分辨率能夠精準的剖析樣本細胞組成信息。隨著細胞轉錄組測序技術的發展，在多個應用領域都有巨大的應用潛力。總體來說，目前細胞轉錄組的應用主要有：
腫瘤具有很強的異質性，這種異質性對于腫瘤的疾病進展和藥物療效都有至關重要的影響。了解腫瘤微環境及免疫微環境的組成有助于我們對腫瘤更清晰的了解，從而發現潛在的治療靶點。目前，單細胞測序已廣泛應用于腫瘤微環境的研究中。
該研究繪制了從非萎縮性胃炎-萎縮性胃炎-腸上皮化生-早期胃癌患者胃黏膜的單細胞圖譜，研究發現從胃炎到胃癌過程中上皮細胞的變化發現胃高分化細胞類型的比例逐步下降，且在腸上皮化生時期出現干細胞樣細胞，早期胃癌病變中達到高值，為胃癌早期病變發現了可能的細胞標志物。
在該肺癌研究中，作者對靶向治療前腫瘤樣本、靶向治療響應后殘留的腫瘤樣本和靶向治療復發耐藥樣本進行了單細胞轉錄組測序，通過對比不同時期樣本特性，發現了潛在耐藥途徑，揭示了肺癌靶向治療的耐藥機制，并提供了潛在的治療靶點。
通過對免疫治療前后的黑色素瘤患者樣本進行單細胞轉錄組測序，并把治療后患者分為耐藥人群和不耐藥人群，通過對比發現在耐藥患者中，T細胞浸潤變低，且耐藥組CDK4/6信號通路異常活躍，通過在黑色素瘤小鼠模型中利用CDK4/6抑制劑聯合免疫治療腫瘤明顯得到抑制。
