新的测序方法发现三阴性乳腺癌在肿瘤生长过程中不断积累基因变化

单细胞单分子DNA测序的新技术使更快、更深入的染色体进化研究具有可能的临床和研究意义188bet体育网址

MD Anderson新闻发布于2021年3月24日

由德克萨斯大学的研究人员领导的一个小组克服了以前单细胞DNA (scDNA)测序的技术挑战188bet体育网址MD安德森癌症中心开发了一种单分子分辨率的scDNA测序新方法。这项技术首次揭示了三阴性乳腺癌在最初的染色体不稳定性爆发后，经历持续的基因拷贝数变化。

研究结果发表在今天的自然，提供了一种精确和高效的新方法来测序数百个单个癌细胞，同时也为癌症进化提供了新的见解。这些见解或许可以解释为什么治疗并不总是有效，以及为什么研究人员不能在实验室中培养出同质细胞。188bet体育网址

“这代表了我们单细胞DNA测序的第一个方法的重大进展，显著提高了吞吐量，准确性和易用性，”资深作者说尼古拉斯·纳文博士。副教授遗传学和生物信息学与计算生物学．“我们现在能够以一种以前不可能的方式解决肿瘤细胞种群中拷贝数量的微小差异。”

这项被称为声学细胞标记(ACT)的新技术，从荧光激活的细胞分类开始，从数千个细胞中分离出单个细胞核。然后，一个三步化学过程将每个细胞的DNA切割成精确的片段，添加通用适配器，并将下一代测序所用的条形码整合在一起。

该化学过程采用声学液体转移技术，利用声波快速有效地转移微小体积的液体。Navin解释说，早期的scDNA测序方法从开始到结束需要3天，而新的方法可以在3小时内完成。

通过对有限数量的细胞进行DNA测序的改进方法，研究人员试图回答一个关于癌症进化的长期问题。188bet体育网址Navin的团队以前建立的三阴性乳腺癌经历了间断的进化，在最初的染色体不稳定爆发中获得了复制数的变化，但尚不清楚在那次事件之后，癌细胞是否继续积累变化。

在研究生Darlan Conterno Minussi的带领下，Navin的团队与Dana-Farber癌症研究所Franziska Michor博士的实验室合作，使用ACT技术对来自8个三阴性乳腺癌和4个细胞系的16178个单细胞进行了复制数分析。

“我们发现，在这些细胞中，间断的进化之后是短暂的不稳定，”Navin说。“在最初的事件之后，有一段时间，复制数的变化以高速率积累，最终放缓到基本速率。”

三阴性乳腺癌随着时间的推移不断进化，这一认识可能解释了为什么治疗并不总是有效——一小部分癌细胞可能获得了一种突变，传递了对特定疗法的耐药性。今后，研究人员希望确定肿瘤发生的基因变188bet体育网址化的数量是否可以预测临床结果。

这些发现对临床前研究也有意义，因为研究人员证实，三阴性乳腺癌细胞系在实验室培养时也会继续积累变化。188bet体育网址重要的是，研究人员表明，常用的实验188bet体育网址室细胞培养程序不能产生同质的肿瘤细胞群，因为它们能迅速使基因组重新多样化。

该研究小188bet体育网址组继续通过调查其他癌症类型来建立这项工作，试图了解这种癌症进化模型是否可以广泛适用于三阴性乳腺癌。

合作作者的完整列表和他们的披露可以在完整的论文中找到在这里．本研究得到了美国癌症协会(129098-RSG-16-092-01-TBG)、美国国立卫生研究院和国家癌症研究所(R01CA240526, R01CA236864, CA016672, CA016672)、德克萨斯癌症预防与研究所(CPRIT)单细胞基因组学核心设施基金(RP180684)、188bet体育网址美国科学促进会(AAAS) Martin and Rose Wachtel癌症研究奖，Andrew Sabin家庭奖学金，Dana-Farber癌症研究所物理科学-肿瘤中心和癌症进化中心，188bet体育网址Francis Crick研究所，英国癌症研究所(FC001202)，英国医学研究理事会(FC001188bet体育网址202)、威康信托基金(FC001202)、温顿慈善基金会和勃林格殷格翰基金会。