新的DNA测序技术可能有助于揭示癌症肿瘤的遗传多样性

在过去的15年里，通过在分子水平上识别癌症的驱动因素，对肿瘤基因组进行测序的能力给癌症治疗带来了革命性的变化。但是，由于目前基因组测序的局限性，了解肿瘤内单个细胞的遗传多样性及其对疾病进展的影响仍然是一个挑战。

利用基于微流体液滴的单细胞测序方法，南加州大学的研究人员已经同时对近1500人的基因组进行了测序单个细胞揭示了此前隐藏在一个经过充分研究的黑色素瘤细胞系中的遗传多样性。

这项研究刚刚发表在自然通讯生物学，展示了单细胞测序揭示癌细胞可能进化轨迹的能力。

“我们用这种方法检查了一个标准的癌细胞系，在许多不同的实验室检查了数千次，”大卫·克雷格博士说，他是南加州大学凯克医学院转化基因组研究所的联合主任和研究作者。“真正令人惊讶的是，通过这项技术，我们发现了我们没有预料到的复杂性。这条线实际上一直是不同类型细胞的混合。重新审视过去几十年在这方面的工作——现在有了这一新信息——我们对肿瘤进化有了新的见解。”

获得癌症复杂性的高分辨率视图

目前，肿瘤的遗传信息通常是通过对数百万的肿瘤细胞一起，而不是单独。虽然这种方法提供了组织基因组成的广泛视图，但它可能会漏掉肿瘤中与大多数细胞不同的小群癌细胞。

使用其他分析单个细胞DNA的方法，这个过程是费力的，仅仅处理几个细胞就需要数周的时间，而且需要大多数实验室不具备的资源。

在这项研究中，研究人员使用了一种名为“单细胞拷贝数分析”的新兴技术，该技术由10X基因组公司开发，具有新颖的分析方法，将这些结果与历史方法相结合。

南加州大学凯克医学院翻译基因组学助理教授、第一作者恩里克·贝拉兹克斯-维拉雷亚尔博士说:“我们不是分析数千个细胞的平均组织DNA，而是在一个实验中分析了接近1500个细胞的个体DNA。”“在这种高分辨率下研究癌症，我们可以发现低分辨率批量测序遗漏的信息。”

他们的分析揭示了至少四种主要的亚群细胞，也被称为克隆细胞，在癌细胞系进化的某个时刻，这些亚群细胞可能会从原始癌细胞发生突变。

识别癌症组织中的亚克隆的能力可以为癌症如何发展、如何传播以及为什么它会对治疗产生抗药性提供重要的生物学见解。

“如果肿瘤中有一小部分细胞发生了变化，使它们对治疗产生了抗药性，那该怎么办?”如果你接了肿瘤研究作者、南加州大学诺里斯综合癌症中心转化和临床科学项目的联合负责人、凯克医学院转化基因组学系主任、南加州大学转化基因组学研究所联合主任John Carpten博士说。“如果你进入单细胞水平，你不仅可以看到它，而且可以看到特定的种群细胞实际上已经获得了改变。这可以提供更早的分子信息，帮助确定治疗方法。”

研究人员计划分享他们的数据，希望更多的癌症研究人员将重点放在单细胞测序上。他们也用他们的技术进行研究遗传多样性在临床癌症标本作为一种更好地了解导致侵袭性和难以治疗的晚期癌症的早期分子变化的方法。

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