以往，人们通常是对数百万个肿瘤细胞进行测序来获取肿瘤的遗传信息。尽管此方法能够全面了解癌症组织的遗传组成，但往往会错过少数与众不同的癌细胞。鉴定癌症组织中的亚克隆，有助于了解癌症如何进展，如何扩散以及为什么会产生耐药性。

美国南加州大学和10x Genomics的研究人员近日利用高通量的单细胞DNA测序技术，对近1,500个单细胞的基因组进行了测序，揭示了COLO829黑色素瘤细胞系的遗传多样性，而过去人们总认为这种细胞系已经研究地很透彻。他们将这项研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。

南加州大学凯克医学院的转化基因组学研究所联合主任David Craig博士表示：“我们利用这种方法来检查标准的癌细胞系，并在不同的实验室中多次检查。让人惊讶的是，借助这种技术，我们发现了意想不到的复杂性。这种细胞系实际上是不同类型细胞的混合物。重新回顾以往的工作，我们对肿瘤进化有了新见解。”

在这项研究中，研究人员利用10x Genomics开发的单细胞拷贝数分析技术，对来自COLO829黑色素瘤细胞系的1,475个细胞进行了单细胞测序。COLO829这种细胞系已通过多种技术鉴定，是评估体细胞变化的基准。不过，在过去一些研究中，COLO829表现出不确定或冲突的拷贝数。

文章的第一作者、转化基因组学研究所的副教授Enrique Velazquez-Villarreal博士说：“我们在一个实验中分析了近1,500个细胞的DNA，而不是分析有几千个细胞的组织DNA。通过这种更高的分辨率研究癌症，我们可以发现低分辨率测序所遗漏的信息。”

通过单细胞拷贝数数据的主成分分析，他们发现COLO829至少由四个主要的细胞亚群组成，这些亚群预计是在癌细胞系进化的某个时间点从原始的癌细胞突变而来。通过单细胞数据的断裂点分析和杂合性丢失（LOH）分析，他们鉴定出独特标志性事件。

“如果肿瘤中的一部分细胞已经发生了改变，使其对治疗产生耐药性，那该怎么办？”转化基因组学研究所的联合主任John Carpten博士问道，他也是文章作者之一。“在采集肿瘤后，如果把它磨碎并测序，你可能就看不到这种变化。”

Carpten博士表示：“在开展单细胞水平的分析后，你不仅能看到变化，还能发现获得某种改变的特定细胞群。这样也能够更早地获得分子信息，从而帮助医生选择合适的治疗方案。”

研究人员希望更多的癌症研究人员关注单细胞测序。他们还利用这种技术来研究临床癌症标本中的遗传多样性，以便更好地了解那些导致晚期癌症出现侵袭性且难治疗的分子变化。（生物通 薄荷）

原文检索

Velazquez-Villarreal, E.I., Maheshwari, S., Sorenson, J. et al. Single-cell sequencing of genomic DNA resolves sub-clonal heterogeneity in a melanoma cell line. Commun Biol 3, 318 (2020). https://doi.org/10.1038/s42003-020-1044-8