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Science:测序新方法揭示人类结直肠癌发病新机制

2018/11/30 来源:生物探索
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导读
结直肠癌是严重危害人类健康的常见消化道恶性肿瘤,科研工作者都在努力地攻克这一难题。今天,中国北京大学的研究人员开发了一种新的测序方法,可以更好地了解结直肠癌的进展。


单细胞三重组学测序方法

据了解,全球结直肠癌每年的新发病例和死亡病例均居前列。国家癌症中心2018年发布的最新数据显示:我国结直肠癌发病率男性位居第四位,女性第三位,死亡率男性女性位居第四位。

如此高的发病率和死亡率,也让医学科研工作者不断地研究结直肠癌的发病机制,以期从根源上消灭“敌人”。

虽然基因组不稳定性、表观遗传学异常和基因表达失调是大肠癌的标志,但这些特征并没有在单细胞分辨率下同时进行分析。我们需要一把“利器”。

2018年11月30日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)、北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)汤富酬研究组与北医三院付卫研究组、乔杰研究组通过优化测序方法,首次从单细胞分辨率、多组学水平深入解析了人类结直肠癌在发生和转移过程中,基因组拷贝数变异、DNA甲基化异常及基因表达改变的特点及相互关系。


http://science.sciencemag.org/content/362/6418/1060

研究结果发表在顶级权威杂志《Science》上。

而且,这一成果是基于他们2016年在《Cell Research》发表的工作基础之上。当时,汤富酬研究组建立了一种全新的单细胞三重组学测序方法scTrio-seq(single-cell triple omics sequencing technique),在国际上首次从同一个单细胞中实现对基因组、表观组和转录组高通量测序信息的同时获取,并从单细胞水平发现肝癌细胞在三种组学上存在密切相互关联的高度异质性。

看似深奥的研究,探索君为大家划一下重点,最新的这项研究到底取得了哪些成绩:

1.基于DNA甲基化组数据推断出的基因组拷贝数变异精准鉴定了肿瘤细胞的亚克隆。

2.系统解析了肿瘤细胞的DNA甲基化异质性。

3.阐释了DNA甲基化谱和基因表达谱的相互关系。

4.首次在单细胞分辨率追踪了同一遗传谱系的肿瘤细胞在转移过程中DNA甲基化及基因表达的变化情况。

5.揭示了结直肠癌细胞DNA去甲基化的共同特点。

6.揭示了结直肠癌细胞染色体水平的DNA甲基化异常和基因组不稳定性的特点。

一句话来说,该研究既发现了结直肠癌细胞基因组DNA甲基化层面强烈的患者个体间差异以及个体内的肿瘤细胞异质性等个性特征,同时也发现了不同患者个体之间、不同肿瘤部位之间肿瘤细胞DNA甲基化改变的共性规律。

这项研究结果对于更好地设计癌症治疗方案、了解肿瘤的异质性以及其如何导致转移非常重要。

“单细胞多组学测序为了解结肠直肠癌进展和转移过程中发生的分子改变提供了见解和资源。” 作者如是说道。

责编:悠然

参考资料

Single-Cell Method Maps Colorectal Cancer Genomic Instability, Epigenetics, Gene Expression

Single-cell multiomics sequencing and analyses of human colorectal cancer

Science丨汤富酬/乔杰/付卫合作组揭示人类结直肠癌发病新机制

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