我國科學家通過優化單細胞多組學測序技術分析結直腸癌異質性

在一項新的研究中，來自中國北京大學第三醫院、北京未來基因診斷高精尖創新中心和北大-清華生命科學聯合中心和的研究人員發現利用優化的單細胞多組學測序能夠更好地揭示結直腸癌異質性。相關研究結果發表在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（Wei Fu）教授。

這些研究人員指出，大多數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移的。為了實現這一點，他們開發了一種允許在單個細胞中同時分析拷貝數變化、甲基化和基因表達的測序方法---這種方法將單細胞測序數據與來自染色體構象的信息、表觀遺傳數據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性癌癥和轉移性癌癥的細胞數據。通過使用來自這兩種來源的細胞數據，他們能夠分離出和鑒定因每個患者中發生的突變而產生的遺傳譜系。他們使用甲基化數據和拷貝數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性腫瘤細胞轉變為轉移性癌細胞時所經歷的進化變化。

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。他們還發現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。