北京大学白凡、谢晓亮团队与天津医科大学张宁
来源:预防溺水网 发表于2019-07-08 06:46:55 编辑:刘诗诗
摘要: 2019年5月9日,国际专业基因组学研讨刊物Genome Research在线宣布了北京大学白凡、谢晓亮团队与天津医科大学张宁团队协作研讨成果。作者团队运用单细胞测

  

  2019年5月9日,国际专业基因组学研讨刊物Genome Research在线宣布了北京大学白凡、谢晓亮团队与天津医科大学张宁团队协作研讨成果。作者团队运用单细胞测序技能对来自同一患者的循环肿瘤细胞和单个原发灶癌细胞的拷贝数变异进行剖析,提醒了在肿瘤搬运进程中基因拷贝数变异的演化进程。作者团队进一步对来自结直肠癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌多个癌种的患者外周血循环肿瘤细胞进行剖析,研讨了不同癌种的循环肿瘤细胞基因组特征与差异,具有重要的科学含义和临床使用价值。

  癌症是国际范围内严重威胁人类健康的疾病。在我国,癌症的发病率、逝世率也一向居高不下。肿瘤的搬运是导致癌症患者逝世的主要原因。早在1869年,澳大利亚籍医师Ashworth初次在癌症患者血液样品中观察到循环肿瘤细胞(CTC)的存在。在肿瘤搬运进程中,癌细胞从原发肿瘤掉落,进入血液或淋巴循环系统,其间一些具有高度搬运潜能的肿瘤细胞在循环系统中存活下来,成为循环肿瘤细胞,并进一步开展为远端器官搬运肿瘤。循环肿瘤细胞是肿瘤发作远处搬运的必经进程,因此在外周血中检测到肿瘤细胞预示着有发作肿瘤搬运的或许。关于循环肿瘤细胞的研讨一向是癌症研讨中的热门。

  

  原发灶肿瘤细胞侵袭血管构成循环肿瘤细胞

  在本研讨中,经过对一例结直肠癌患者原发灶肿瘤安排的单细胞、单个循环肿瘤细胞以及搬运灶肿瘤安排基因组剖析,作者团队发现原发灶肿瘤细胞的拷贝数变异阅历不同的中间状态逐渐堆集,终究趋于在单个循环肿瘤细胞和搬运灶安排观察到相同的拷贝数变异形式。针对部分要害基因拷贝数改变的剖析提醒,肿瘤搬运伴随着抑癌基因PTEN的拷贝数逐渐缺失及癌基因MYC的拷贝数逐渐扩增。这个现象提示肿瘤的搬运进程存在基因组拷贝数改变的趋同挑选,一起有力地支撑了肿瘤搬运进程并非随机发作而是存在较强挑选的假说。

  

  结直肠癌患者原发灶肿瘤单细胞、循环肿瘤细胞和搬运灶癌安排基因组拷贝数形式以及PTEN、MYC基因拷贝数改变

  为了进一步论述肿瘤细胞基因拷贝数反常构成的机制,作者团队对该患者癌基因MYC地点的8号染色体的4个拷贝数添加区域进行了单碱基水平的单细胞结构变异剖析,并提出一个构成多区间拷贝数变异的两步模型:首先在DNA仿制进程中因为一系列的仿制叉中止和模板转位(FoSTeS)构成多区间拷贝数添加;随后经过同源重组(Homologous Recombination,HR)进一步将该区域扩增到较高的拷贝数,终究构成肿瘤细胞中反常的拷贝数形式。

  

  肿瘤细胞构成多区间拷贝数变异的机制模型

  鉴于基因拷贝数变异在癌症开展与搬运中的重要作用,作者团队对来自结直肠癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌多个癌种的患者很多外周血循环肿瘤细胞进行剖析。多癌种循环肿瘤细胞剖析提醒同一个患者的不同CTC都展现出高度一起的全基因组拷贝数改变形式。这种现象在多个癌种的患者中都得到了验证,与作者团队前期在肺癌上的研讨结果一起(Ni et al., PNAS, 2019)。但是在不同的癌种中,不同患者间CTC的CNA形式类似性存在较大的差异。例如在胃癌中,来自不同患者的CTC的CNA形式高度类似;而在乳腺癌中,来自不同患者的CTC的CNA形式差异显着。

  

  多癌种单循环肿瘤细胞中要害癌基因与抑癌基因变异状况

  经过对单细胞测序数据的生物信息学剖析,作者团队展现在多个癌种中能够从单个循环肿瘤细胞精确获取患者要害癌基因与抑癌基因的变异状况,如靶向医治的靶点基因及导致耐药的基因变异等个体化医治相关的重要信息。以CTCs检测为代表的癌症“液体活检”技能,能够防止重复穿刺给患者带来的损伤和苦楚,能动态反映患者的疾病进程以及医治进程中的效果和预后,具有严重的临床使用价值。

  北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心白凡研讨员、谢晓亮教授以及天津医科大学张宁教授为该论文的一起通讯作者。北大博士生高妍、苏哲,哈佛大学博士后倪晓晖博士,天津医科大学肿瘤医院郭华博士、巴一教授是这篇论文的并列第一作者。该项研讨得到了科技部863方案、973方案,精准医学严重专项,国家杰出青年基金以及北京市科委、青年千人方案科研发动经费的支撑。

  论文链接:“Single-cell sequencing deciphers a convergent evolution of copy number alterations from primary to circulating tumour cells”

  修改:山石

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