Science：我国科学家通过优化单细胞多组学测序技术分析结直肠癌异质性

在一项新的研究中，来自中国北京大学第三医院、北京未来基因诊断高精尖创新中心和北大-清华生命科学联合中心和的研究人员发现利用优化的单细胞多组学测序能够更好地揭示结直肠癌异质性。相关研究结果发表在2018年11月30日的Science期刊上，论文标题为“Single-cell multiomics sequencing and analyses of human colorectal cancer”。在这项研究中，他们描述了他们的理解结直肠癌进展的独特方法。论文通讯作者为北京大学的汤富酬（Fuchou Tang）教授、乔杰（Jie Qiao）院士和付卫（Wei Fu）教授。

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这些研究人员指出，大多数关于结直肠癌进展的遗传学研究都涉及到探究基因表达。他们提出还需更多的研究来了解结直肠肿瘤是如何转移的。为了实现这一点，他们开发了一种允许在单个细胞中同时分析拷贝数变化、甲基化和基因表达的测序方法---这种方法将单细胞测序数据与来自染色体构象的信息、表观遗传数据和肿瘤细胞的其他特征相结合在一起。

这项研究是真正理解癌症转移机制的长期努力的第二步，尤其是在结直肠癌中。两年前，这些研究人员开发出单细胞三重组学测序技术（single-cell triple omics sequencing, scTrio-seq）。利用这种技术，他们已能够从来自癌症患者的25个细胞中收集关于基因表达、CpG位点甲基化和拷贝数变化的信息（Cell Research, 2016, doi:10.1038/cr.2016.23）。

在这项新的研究中，这些研究人员将细胞数量提高到1900个，并提高了这种检测方法的效率。这项研究包括收集来自12名患者的细胞样本，随后分析它们，其中的10名患者提供来自原发性癌症和转移性癌症的细胞数据。通过使用来自这两种来源的细胞数据，他们能够分离出和鉴定因每个患者中发生的突变而产生的遗传谱系。他们使用甲基化数据和拷贝数信息来识别这些遗传谱系，这允许他们能够追踪它们从原发性肿瘤细胞转变为转移性癌细胞时所经历的进化变化。

这些研究人员报道在相同的遗传谱系中，细胞中的甲基化是一致的，但与其他遗传谱系相比有所不同，而且这种甲基化与肿瘤附近的非肿瘤细胞相比也存在差异。他们还发现6条染色体的去甲基化水平高于其他的染色体，其中的3条染色体会反复发生变化。他们最后作出结论：单细胞多组学测序提供了更多了解肿瘤进展和癌症扩散的绝佳机会。