我國(guó)科學(xué)家通過(guò)優(yōu)化單細(xì)胞多組學(xué)測(cè)序技術(shù)分析結(jié)直腸癌異質(zhì)性

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自中國(guó)北京大學(xué)第三醫(yī)院、北京未來(lái)基因診斷高精尖創(chuàng)新中心和北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心和的研究人員發(fā)現(xiàn)利用優(yōu)化的單細(xì)胞多組學(xué)測(cè)序能夠更好地揭示結(jié)直腸癌異質(zhì)性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年11月30日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Single-cell multiomics sequencing and analyses of human colorectal cancer”。在這項(xiàng)研究中，他們描述了他們的理解結(jié)直腸癌進(jìn)展的獨(dú)特方法。論文通訊作者為北京大學(xué)的湯富酬（Fuchou Tang）教授、喬杰（Jie Qiao）院士和付衛(wèi)（Wei Fu）教授。

這些研究人員指出，大多數(shù)關(guān)于結(jié)直腸癌進(jìn)展的遺傳學(xué)研究都涉及到探究基因表達(dá)。他們提出還需更多的研究來(lái)了解結(jié)直腸腫瘤是如何轉(zhuǎn)移的。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，他們開(kāi)發(fā)了一種允許在單個(gè)細(xì)胞中同時(shí)分析拷貝數(shù)變化、甲基化和基因表達(dá)的測(cè)序方法---這種方法將單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)與來(lái)自染色體構(gòu)象的信息、表觀遺傳數(shù)據(jù)和腫瘤細(xì)胞的其他特征相結(jié)合在一起。

這項(xiàng)研究是真正理解癌癥轉(zhuǎn)移機(jī)制的長(zhǎng)期努力的第二步，尤其是在結(jié)直腸癌中。兩年前，這些研究人員開(kāi)發(fā)出單細(xì)胞三重組學(xué)測(cè)序技術(shù)（single-cell triple omics sequencing, scTrio-seq）。利用這種技術(shù)，他們已能夠從來(lái)自癌癥患者的25個(gè)細(xì)胞中收集關(guān)于基因表達(dá)、CpG位點(diǎn)甲基化和拷貝數(shù)變化的信息（Cell Research, 2016, doi:10.1038/cr.2016.23）。

在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員將細(xì)胞數(shù)量提高到1900個(gè)，并提高了這種檢測(cè)方法的效率。這項(xiàng)研究包括收集來(lái)自12名患者的細(xì)胞樣本，隨后分析它們，其中的10名患者提供來(lái)自原發(fā)性癌癥和轉(zhuǎn)移性癌癥的細(xì)胞數(shù)據(jù)。通過(guò)使用來(lái)自這兩種來(lái)源的細(xì)胞數(shù)據(jù)，他們能夠分離出和鑒定因每個(gè)患者中發(fā)生的突變而產(chǎn)生的遺傳譜系。他們使用甲基化數(shù)據(jù)和拷貝數(shù)信息來(lái)識(shí)別這些遺傳譜系，這允許他們能夠追蹤它們從原發(fā)性腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)移性癌細(xì)胞時(shí)所經(jīng)歷的進(jìn)化變化。

這些研究人員報(bào)道在相同的遺傳譜系中，細(xì)胞中的甲基化是一致的，但與其他遺傳譜系相比有所不同，而且這種甲基化與腫瘤附近的非腫瘤細(xì)胞相比也存在差異。他們還發(fā)現(xiàn)6條染色體的去甲基化水平高于其他的染色體，其中的3條染色體會(huì)反復(fù)發(fā)生變化。他們最后作出結(jié)論：?jiǎn)渭?xì)胞多組學(xué)測(cè)序提供了更多了解腫瘤進(jìn)展和癌癥擴(kuò)散的絕佳機(jī)會(huì)。