Nat Methods公布最新單細胞測序技術(shù) 精確靶向癌癥變異
日期:2017-02-07 09:36:18
一直以來,科學家們都認為癌癥是細胞水平上的單個克隆疾病,從進化上來說,就是所謂的“成功”腫瘤細胞,就是能將其遺傳模板傳遞給下一代的腫瘤細胞。癌細胞包含能快速擴散的惡性克隆,也就是說,這些是在生長腫瘤的宿主環(huán)境中最適生長的克隆,分析這些克隆能有助于了解為什么癌癥如此頑固,難以治療,以及它們是如何在毒性療法中存活下來的。
科學家們近年來發(fā)現(xiàn)單細胞基因組測序?qū)τ隗w細胞變異的檢測來說具有重要價值,尤其是在腫瘤進化過程中。然而目前的技術(shù)文庫構(gòu)建成本高,這限制了檢測評估細胞的數(shù)量,而且無法有效的分析組織中的腫瘤異質(zhì)性。
在最新的一項研究中,來自美國俄勒岡健康與科學大學的研究人員研發(fā)出了一種稱為SCI-seq(單細胞組合標記測序技術(shù)),可以同時構(gòu)建上千個單細胞文庫,檢測體細胞拷貝數(shù)的變異。利用這種方法,他們構(gòu)建出16,698個單細胞的基因組文庫,這大約比利用常規(guī)方法能夠構(gòu)建出的基因組文庫大小高出兩個數(shù)量級。這一研究成果公布在1月30日的Nature Methods雜志上。
拷貝數(shù)變異(CNV)是指基因拷貝數(shù)出現(xiàn)異常,包括基因擴增、獲得、缺失和刪除。CNV是基因組結(jié)構(gòu)變異的重要組成部分,會影響蛋白編碼基因和非編碼基因的表達以及各種信號通路的活性。大多數(shù)癌癥在其基因組中有異常數(shù)量的染色體或DNA拷貝數(shù)畸變(CNAS)。
研究人員從培養(yǎng)的細胞系,靈長類額葉皮層組織和兩個人類胰腺癌中構(gòu)建了16,698個單細胞文庫,并詳細分析胰腺腫瘤內(nèi)的亞克隆變異,“腫瘤不斷發(fā)生進化和變異,如果我們能了解腫瘤不同細胞組分的詳細情況,就能夠更加精準地靶向這種癌癥”,文章作者,俄勒岡健康與科學大學醫(yī)學院分子與醫(yī)學遺傳學助理教授Andrew Adey博士說。接下來Adey博士希望能增加單細胞獲取信息的類型,比如體內(nèi)不同細胞類型之間差異很大的表觀遺傳特性。
去年年中,MD安德森癌癥中心和北京協(xié)和醫(yī)學院的研究人員曾利用單細胞測序技術(shù),詳細解析了CNAS如何以及何時影響腫瘤的形成和生長,他們對于流行的觀念——“隨著時間的推移CNAS緩慢而逐漸的發(fā)生”提出了挑戰(zhàn)。指出染色體變化發(fā)生在腫瘤生長早期階段的短時間斷性“爆發(fā)”。
研究人員表示,在癌癥(如前列腺癌、結(jié)腸癌、肝癌和肺癌)的初步數(shù)據(jù)表明,拷貝數(shù)進化的一個間斷模型,也可能在其他實體腫瘤中發(fā)揮作用。這種模式對于我們關(guān)于腫瘤生長動態(tài)的進化理解,以及對于TNBC患者的臨床診斷和治療,都有著重要的意義。