Cell头条:癌症单细胞测序

【字体: 时间:2012年03月05日 来源:生物通

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  近年来癌症单细胞测序研究领域成为了癌症研究的热点之一,3月2日出版的Cell杂志就以“Single-Cell Sequencing of Cancer”为题,介绍了本期中两项首次单个癌细胞全外显子测序的研究成果,这两项成果分别是针对血液癌症,和固体肾脏肿瘤展开的研究。

  

生物通报道:一直以来,科学家们都认为癌症是细胞水平上的单个克隆疾病,从进化上来说,就是所谓的“成功”肿瘤细胞,就是能将其遗传模板传递给下一代的肿瘤细胞。癌细胞包含能快速扩散的恶性克隆,也就是说,这些是在生长肿瘤的宿主环境中最适生长的克隆,分析这些克隆能有助于了解为什么癌症如此顽固,难以治疗,以及它们是如何在毒性疗法中存活下来的。

单细胞测序方法即single cell sequencing(SNS),能准确定量一个单细胞核中基因拷贝数目。由于癌细胞中基因组部分被删除,或者扩增,从而引起关键基因的缺失,或者表达过量,干扰正常细胞生长,因此利用这种方法就能分析基因拷贝数目,从而诊断癌症。

近年来这一研究领域成为了癌症研究的热点之一,3月2日出版的Cell杂志就以“Single-Cell Sequencing of Cancer”为题,介绍了本期中两项首次单个癌细胞全外显子测序的研究成果,这两项成果分别是针对血液癌症,和固体肾脏肿瘤展开的研究。

据介绍,在第一篇“Single-Cell Exome Sequencing and Monoclonal Evolution of a JAK2-Negative Myeloproliferative Neoplasm”文章中,中国深圳华大基因研究院的研究人员,联合西南大学,武汉大学等处的研究人员对取自一例典型的JAK2阴性ET病人的90个单细胞进行了全外显子测序,通过诸多分析,研究人员揭示了此ET在肿瘤发生中遵循单克隆演化模型,并鉴定了一些与ET的发生、发展相关的突变基因。

第二篇文章“Single-Cell Exome Sequencing Reveals Single-Nucleotide Mutation Characteristics of a Kidney Tumor”则采用了一种新方法,对肾透明细胞癌进行了研究。他们发现此例肾癌并非由常见的两个突变基因VHL和PBRM1导致,这说明在病人群体中所鉴定的频发突变(recurrent mutation)可能与肿瘤个体无关,同时也强调了在癌症分析和诊断过程中进行个性化治疗的重要性。

通过遗传学定量分析,研究人员发现在此肾癌中不存在明显的克隆(细胞)亚群,而且在肿瘤细胞群体内不同细胞突变频率的突变之间也存在差异明显的碱基突变谱,研究人员推测这可能与肿瘤演化过程中的选择紧密相关。此外,研究人员还发现了一些与此肾癌发生相关的重要功能基因。

去年冷泉港实验室,德州大学MD Anderson癌症研究中心的研究人员采用了一种称为染色体断点分析(chromosomal breakpoint analysis)的方法,来分析不同肿瘤细胞亚群之间的联系。但这一方法的局限是不能从单个核苷酸水平了解单个癌细胞的遗传特性。

而最新研究则建立了一种基于多重置换扩增(MDA)的单细胞测序新方法,并对该方法的扩增均一性、灵敏度、特异性等方面进行了全面评估。这种将多重置换扩增(MDA)和测序技术相结合的单细胞测序方法不仅具有更高的分辨率和基因组覆盖度,而且具有更好的敏感性和特异性。该方法从单核苷酸水平上为各种复杂疾病和生物学过程的研究开辟了新思路。(生物通:万纹)

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原文摘要:

Single-Cell Sequencing of Cancer

Two studies report the first whole-exome sequencing from single cancer cells, one on a blood neoplasm and the other on a solid kidney tumor.

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