我國科學家通過優(yōu)化單細胞多組學測序技術分析結直腸癌異質(zhì)性

在一項新的研究中，來自中國北京大學第三醫(yī)院、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心和北大-清華生命科學聯(lián)合中心和的研究人員發(fā)現(xiàn)利用優(yōu)化的單細胞多組學測序能夠更好地揭示結直腸癌異質(zhì)性。相關研究結果發(fā)表在2018年11月30日的Science期刊上，論文標題為“Single-cell multiomics sequencing and analyses of human colorectal cancer”。在這項研究中，他們描述了他們的理解結直腸癌進展的獨特方法。論文通訊作者為北京大學的湯富酬（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)關于結直腸癌進展的遺傳學研究都涉及到探究基因表達。他們提出還需更多的研究來了解結直腸腫瘤是如何轉(zhuǎn)移的。為了實現(xiàn)這一點，他們開發(fā)了一種允許在單個細胞中同時分析拷貝數(shù)變化、甲基化和基因表達的測序方法---這種方法將單細胞測序數(shù)據(jù)與來自染色體構象的信息、表觀遺傳數(shù)據(jù)和腫瘤細胞的其他特征相結合在一起。

這項研究是真正理解癌癥轉(zhuǎn)移機制的長期努力的第二步，尤其是在結直腸癌中。兩年前，這些研究人員開發(fā)出單細胞三重組學測序技術（single-cell triple omics sequencing, scTrio-seq）。利用這種技術，他們已能夠從來自癌癥患者的25個細胞中收集關于基因表達、CpG位點甲基化和拷貝數(shù)變化的信息（Cell Research, 2016, doi:10.1038/cr.2016.23）。

在這項新的研究中，這些研究人員將細胞數(shù)量提高到1900個，并提高了這種檢測方法的效率。這項研究包括收集來自12名患者的細胞樣本，隨后分析它們，其中的10名患者提供來自原發(fā)性癌癥和轉(zhuǎn)移性癌癥的細胞數(shù)據(jù)。通過使用來自這兩種來源的細胞數(shù)據(jù)，他們能夠分離出和鑒定因每個患者中發(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)信息來識別這些遺傳譜系，這允許他們能夠追蹤它們從原發(fā)性腫瘤細胞轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)移性癌細胞時所經(jīng)歷的進化變化。

這些研究人員報道在相同的遺傳譜系中，細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條染色體會反復發(fā)生變化。他們最后作出結論：單細胞多組學測序提供了更多了解腫瘤進展和癌癥擴散的絕佳機會。