单细胞测序样本所需的细胞数量估算

                     单细胞测序样本所需的细胞数量估算 

单细胞测序实验中，如何计算细胞数量？

单细胞测序适用于绝大部分的细胞类型，包括生殖细胞、胚胎细胞、血细胞、神经细胞、肿瘤细胞、免疫细胞、干细胞等。同时单细胞测序的应用领域十分广泛，其中发育生物学领域的研究最多，例如脑发育研究、胚胎细胞发育研究等；肿瘤、免疫、神经科学等也有非常多高水平的研究相继出现。目前在这些领域的研究工作主要集中在大规模细胞图谱构建、差异表达基因分析、肿瘤异质性分析等。

【方法/步骤】

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     在单细胞转录组测序前期实验设计中，首先需要确定测序细胞数，在已发表的10x单细胞转录组文章中，不同文章的测序细胞数差异很大，从几千个到几万个都有可能。测序细胞数直接影响着细胞聚类结果的好坏，而细胞聚类又是分析工作中最基础且重要的环节。因此，确定细胞数量是重中之重。如果要做细胞图谱，一定要保证细胞量。一般建议做20000个细胞，或者预先做分选。

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     如果要讨论不同亚型细胞的功能、发育和分化和能否得到精确的细胞亚型，则需要进行细胞数量的计算。天津生物芯片推荐两种计算方法：
 
＜方法1＞
 
依照粗略的计算公式，计算测序所需细胞量。计算公式为：
P(d)= 1-(1-s)n
P(d)：检出力
s：目标细胞亚群比例（一般为最小比例细胞亚群，也称为罕见亚群）
n：需要被测序的细胞数量
此公式换算后为：
n=lg (1- P(d))/lg(1-s)
      依照此公式，当组织中或者细胞悬液中目的细胞亚群比例为1%，检出力达到0.9时，需要250个细胞被测序。当目的细胞亚群比例为1%，检出力达到1时，则需要500个细胞被测序。
       需要注意的是，这种粗略计算方法没有考虑到降低假阳性和假阴性错误率，以及消除随机误差所需要的细胞重复数，一般所需的细胞重复为2~5次重复。

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＜方法2＞
     第二种细胞测序数量估算方法和第一种估算方法相比，除了考虑最小频率细胞亚群、检出力，还考虑了可能的细胞亚群数量和最小频率细胞的最低细胞检出量。例如当所有细胞可聚类成10个亚群，最小比例细胞亚群比例为3%（0.03），检出力达到90%且最小比例细胞亚群至少有50个细胞被检测到，需要的测序细胞量是2200个细胞。
     针对此算法，Satija 实验室已经开发了一个网络工具评估细胞测序数量(https://satijalab.org/howmanycells)，在网站中可以调节参数计算测序细胞数量。