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2023-10-26
来源：上海百沐生物科技有限公司
所属分类：单细胞测序
目前，获得关于肿瘤异质性的单细胞视图对于增进我们对肿瘤进化的理解并促进癌症研究的未来发展至关重要。标准的方法是对数百万个异质细胞衍生的基因组DNA进行批量测序。虽然批量测序已为肿瘤生物学提供了重要的认识，但通常需要较低通量的单细胞方法（如光谱核型分析）来了解亚克隆的复杂性和肿瘤的进化。以前，使用二代测序对单细胞DNA进行测序的方法通常比较费力，或者仅限于多路复用数百个细胞或核[1-3]。需要一种测序技术来了解单个细胞的遗传多样性。
黑色素瘤细胞系COLO829已被使用多种方法和技术进行了广泛分析，使其成为新兴基因组技术的理想载体[4-6]。黑色素瘤/癌旁正常组织也是最早接受全基因组测序的肿瘤/正常对之一。2020年6月，来自南加州大学凯克医学院转化基因组研究所的David Craig研究组在Communications Biology发表“Single-cell sequencing of genomic DNA resolves sub-clonal heterogeneity in a melanoma cell line”的文章，他们使用了新兴的基于液滴的浅层基因组测序技术，实现了对癌症更高分辨率的观察。
研究人员对来自黑色素瘤COLO829细胞系的1475个细胞进行了基因组DNA的浅层单细胞测序（图1），以解决总体复杂性和克隆性问题。该黑素瘤肿瘤细胞系先前已通过多种技术表征，并且证明是评估体细胞变化的基准。在其中一些研究中，COLO829已显示出矛盾和/或不确定的拷贝数。为此，单细胞测序提供了更具洞察力的工具。
图1 单细胞样本和数据处理的工作流程
测序结果发现，尽管在全基因组范围内COLO829具有均匀的平均倍性，单细胞分辨率仍显示出在单个COLO829样品中具有不同拷贝数分布的细胞。浅层单细胞测序后，研究人员通过判别分析单细胞拷贝数数据的主要成分，鉴定出至少四个主要的亚克隆（图2）。基于聚类，断点和来自亚克隆的汇总数据杂合性分析的丢失，他们确定了在批量测序和光谱核型分析中得到验证的独特标志性事件。
图2 使用DAPC（主成分判别分析）对COLO829单细胞进行聚类
许多测序研究已将COLO829用作参考和基准资源，并且少数证据已经表明该品系潜在异质性。在这项研究中，研究人员已经鉴定出具有独特标志性特征的亚克隆，这些克隆为先前报道的COLO829样品中的变异性提供了可能的解释，单细胞方法为细胞系的基础多样性提供了清晰的见识。研究人员也致力于将这种方法应用于临床肿瘤样本的分析，搞清楚样本中单个肿瘤细胞的遗传多样性，为恶性程度高的癌症早期诊断提供新的方法。
原文链接：
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7316972/
参考文献：
[1] Cheng J, et al. Single-cell copy number variation detection. Genome Biol. 2011;12:R80.
[2] Wang Y, et al. Clonal evolution in breast cancer revealed by single nucleus genome sequencing. Nature. 2014;512:155–160.
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[4] Pleasance ED, et al. A comprehensive catalogue of somatic mutations from a human cancer genome. Nature. 2010;463:191–196.
[5] Wang J, et al. CREST maps somatic structural variation in cancer genomes with base-pair resolution. Nat. Methods. 2011;8:652–654.
[6] Gusnanto A, Wood HM, Pawitan Y, Rabbitts P, Berri S. Correcting for cancer genome size and tumour cell content enables better estimation of copy number alterations from next-generation sequence data. Bioinformatics. 2012;28:40–47.
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