操利超，巴 颖，张核子*

(1. 西北大学 生命科学学院，西安 710127；2. 深圳市核子基因科技有限公司，广东 深圳 518071)

1 单细胞测序原理

单细胞测序从单个细胞水平上对DNA或RNA进行扩增和测序，主要包括单细胞分选、核酸提取和文库构建、高通量测序和数据分析等。

单细胞分选是单细胞测序的第一步，如何低成本的获取大批量高质量完整的单细胞对于单细胞测序非常重要。Gross等[1]详细介绍了5种单细胞分选方法，即有限稀释法(Limiting Dilution)、显微操作法(Micromanipulator)、荧光激活细胞分选(Fluorescence activated cell sorting，FACS)、激光显微切割(Laser capture microdissection，LCM)和微流控分选(Microfluidics)，这5种单细胞分选方法各有利弊，其中，微流控分选方法由于通量高、成本低等原因而广泛应用于各种商业化单细胞测序平台，例如 10X Genomics公司的Chromium系统就是利用微流控技术进行单细胞分选，通过控制流体流动来实现在微尺度上对目的细胞进行分离。

分离得到单细胞后经过细胞溶解获取DNA或RNA。在传统的高通量测序流程中，提取的DNA或RNA需要进一步纯化后才能应用于扩增，而在单细胞测序中，为了避免DNA或RNA在纯化中丢失，目前大部分流程中去掉这一步骤。后述的文库构建前处理和文库构建流程在不同的测序平台和方法有所不同，但基本上都是基于单分子标签(Unique Molecular Identifier，UMI)和细胞标签(Cell label, CL)的技术，最终形成具有特异标签标记的单细胞文库，文库构建完成后即进行高通量测序和数据分析。在进行数据分析时，单分子标签为每个细胞甚至每个基因或转录本提供特异的识别码，使得精确分析每个细胞的功能和特性成为可能。……