单细胞平行测序技术Parallel-seq揭示肺癌表观遗传与转录调控的肿瘤特异性程序

这篇研究开发了创新的Parallel-seq技术，通过组合索引和液滴超载策略，在单细胞水平同步检测染色质可及性（scATAC-seq）和基因表达（scRNA-seq）。该技术以1/30的成本获得20万+高质量联合图谱，成功解析了肺癌微环境中CNV（拷贝数变异）、eccDNA（染色体外环状DNA）异质性，并发现调控T细胞分化的增强子突变和LUSC（肺鳞癌）特异性MIR205HG调控网络，为肿瘤表观遗传调控研究提供了突破性工具。

　　

技术突破：Parallel-seq实现高性价比多组学联合检测
研究团队开发的Parallel-seq技术创造性融合了组合索引和液滴超载策略，通过四轮条形码标记（BC1-BC4）构建了1.47×10¹⁰的编码空间。该技术采用Tn5转座酶标记开放染色质区域，同时进行mRNA逆转录，通过第二链合成替代模板转换显著提高cDNA文库效率。在K562细胞系测试中，单个细胞平均捕获7,014个RNA分子和13,992个ATAC片段，数据质量与10x Multiome相当但成本降低97%。

肺癌微环境的高分辨率解析
对40例临床样本（22例肿瘤+18例癌旁）的分析揭示了77,681个T细胞的14个亚群，包括新发现的CD8早期效应记忆T细胞（CD8 early Tem）。这些细胞虽与常规CD8 Tem共享基因表达特征，但具有独特的染色质开放状态。联合分析还发现CXCL13⁺与CXCL13^-滤泡辅助T细胞（Tfh）的调控差异，凸显多组学整合对细胞异质性研究的价值。

基因组结构变异的精准刻画
通过整合scATAC和scRNA数据，CNV检测灵敏度显著提升。在LT17患者中鉴定出携带22q缺失的侵袭性亚克隆，该亚克隆高表达血管生成基因ITGAV（与不良预后相关）。eccDNA分析显示肿瘤细胞比正常细胞多8.85×10^-17倍的环状DNA，且富含SOX4等EMT（上皮间质转化）通路基因，证实eccDNA在肿瘤进展中的作用。

调控网络的系统性挖掘
基于互信息分析构建了466,959个峰-基因关联，发现肺鳞癌（LUSC）特异的MIR205HG增强子簇含有TP63结合 motif。在CD8初始T细胞（CD8 Tn）中，ETS1调控的增强子驱动BACH2表达，该基因特征与TCGA数据库中LUAD（肺腺癌）患者良好预后显著相关（p<0.05）。

临床相关的表观遗传突变
在chr12:8243443位点发现影响SLC2A3表达的增强子突变，该突变破坏UBP1转录因子结合，导致葡萄糖转运蛋白表达下降。这类发现为理解非编码区突变在肿瘤代谢重编程中的作用提供了新视角。

这项研究通过技术创新和大队列分析，建立了从基因组变异到表观调控的多维度研究框架，为肿瘤精准治疗靶点发现和免疫治疗策略优化提供了重要资源。