單細胞測序的飛速發(fā)展開拓了我們對細胞異質性和細胞功能的探究珍剑，使我們能在單細胞分辨率下同時整合轉錄組、基因組死陆、表觀遺傳組招拙、蛋白質組或空間狀態(tài)等兩種或多種組學信息[1]，多層次措译、多角度地描繪細胞間的異質性别凤，挖掘各層組學之間的直接和潛在聯(lián)系，更加全面和系統(tǒng)地描繪細胞的狀態(tài)和命運领虹。由于RNA是中心法則的樞紐规哪，單細胞轉錄組也更加適合作為多組學聯(lián)合分析的中心。
現(xiàn)在隨著技術的發(fā)展與成熟塌衰，單細胞正在生命科學基礎研究的多個領域內(nèi)發(fā)揮重要作用诉稍，尤其是通過單細胞轉錄組探究腫瘤的異質性和腫瘤抑制因子的調控機制，加速了對腫瘤靶向治療的研究最疆，為精準醫(yī)療提供了新視角[2]杯巨。
單細胞轉錄組與常規(guī)轉錄組聯(lián)合驗證細胞類群[3]
在探究腫瘤異質性問題上，利用單細胞轉錄組技術的細胞層級高分辨率努酸，可解決細胞異質性的問題服爷，但是成本較高，測序深度較低获诈；而Bulk-seq雖然掩蓋了部分細胞表達特征仍源，但是成本較低，技術成熟舔涎、通量高笼踩。如果將二者聯(lián)合分析作為驗證，比如完成scRNA-seq的特征基因篩選后亡嫌，增加Bulk-seq數(shù)據(jù)做驗證性聯(lián)合嚎于，將有利于增加scRNA-seq的可信度掘而，更全面地詮釋腫瘤異質性。
摘要
在腫瘤研究中匾旭，腫瘤內(nèi)和腫瘤間的異質性對于理解其生物學特性镣屹、轉移特點和確定有效的治療靶點至關重要。為研究胃癌在不同的器官向性轉移的特點价涝，研究人員使用單細胞轉錄組技術檢測來自6名患者的10份新鮮人組織樣品女蜈，包括原發(fā)腫瘤和鄰近的非腫瘤樣品以及來自不同器官或組織(肝、腹膜色瘩、卵巢伪窖、淋巴結)的6個轉移，然后使用組織學分析和大量轉錄組數(shù)據(jù)集進行驗證實驗居兆。研究人員發(fā)現(xiàn)了與腫瘤轉移或休眠樣特征相關的惡性上皮亞群覆山，得到了淋巴結衍生的疲憊CD8+T細胞的20個基因特征，并預測且驗證了淋巴結轉移泥栖；探究到了胃癌臨床治療的新機會簇宽，提出PD-1在CD8+T細胞中的表達將可能預測胃癌對PD-1阻斷療法的臨床反應。
本研究由浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院吧享、浙江大學醫(yī)學部和北京諾禾致源科技股份有限公司聯(lián)合共同完成
研究思路
解決生物學問題
研究人員首次利用單細胞轉錄組技術深入胃癌原發(fā)腫瘤和不同器官轉移腫瘤內(nèi)和腫瘤間異質性的研究魏割，定義了胃癌變化的群體結構和細胞狀態(tài)，將亞群標記基因和臨床結果聯(lián)系起來钢颂，為準確診斷和治療提供了支持钞它。
通過對胃癌數(shù)據(jù)的遺傳和轉錄異質性分析，得到了原發(fā)和轉移性胃癌的體細胞突變演化和功能的信息殊鞭，為探究胃癌原發(fā)腫瘤和器官特異性轉移的微環(huán)境提供了思路遭垛，找到了能預測胃癌治療臨床反應的因子。
單細胞 ATAC-seq和Bulk-seq結合探究轉錄調控因子[4]
染色質的可及性與轉錄調控密切相關操灿，在復制轉錄時核內(nèi)DNA打開的開放染色質會允許其他調控因子與之結合锯仪，通過scATAC-seq結合轉錄組測序得到的基因表達變化，可以用來篩查感興趣的特定調控因子牲尺，從表觀水平上研究疾病癌癥發(fā)生發(fā)展中轉錄水平調控機制卵酪。
摘要
腫瘤異質性是導致肺癌藥物治療耐藥性的主要原因，也是腫瘤精準醫(yī)療所需解決的難題谤碳，另外關于癌癥治療反應的轉錄因子調控機制也是腫瘤研究的難點。研究人員針對前列腺癌腫瘤的異質性溢豆，采用scATAC-seq和轉錄組測序對早期治療反應和抗性模型進行檢測蜒简，鑒定出預先存在和治療中存在的細胞亞群，認為它們在接受治療時具有再生能力漩仙；構建出與恩扎魯胺治療和耐藥性相關的圖譜搓茬，并且認為持久性細胞的轉錄特征能夠輔助醫(yī)生對患者的治療反應進行分類犹赖。
研究思路
解決生物學問題
本研究通過分析在單細胞水平上暴露于?ENZ 和耐藥的前列腺癌細胞系中腫瘤的上皮組分中的耐藥性，探索異質前列腺癌腫瘤如何響應ARSI卷仑，從而在臨床模型的單細胞群中定義染色質和基因表達的變化峻村，為靶向治療的抗性提供了分子視角。
研究人員通過對本研究中來自分子基因分類器的轉錄信號的富集分析锡凝，得到了治療持續(xù)性和預先存在的?PC 細胞的證據(jù)粘昨，以此預測原發(fā)性和晚期患者的治療反應，為前列腺癌等臨床治療決策提供強有力的支撐信息窜锯。
目前张肾，單細胞技術在腫瘤中的應用已經(jīng)涉及腫瘤的早篩、監(jiān)察锚扎、診斷以及治療等各個階段吞瞪。未來，它在輔助研究人員研究腫瘤的內(nèi)部異質性驾孔、癌細胞的克隆發(fā)展和進化芍秆、早期癌癥的侵襲、癌細胞的突變率和突變類型翠勉，進而追蹤癌細胞的轉移和擴散妖啥、探究癌癥治療過程中癌細胞的耐藥性演變、揭示腫瘤微環(huán)境等等還有巨大空間眉菱。
參考文獻
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[4] Taavitsainen, S., Engedal, N., Cao, S. et al. Single-cell ATAC and RNA sequencing reveal pre-existing and persistent cells associated with prostate cancer relapse. Nat Commun 12, 5307 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-25624-1.
