《利用單細胞測序技術探索結直腸癌腫瘤幹細胞的異質性》是依託北京大學，由邸佳柏擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用單細胞測序技術探索結直腸癌腫瘤幹細胞的異質性
- 項目負責人：邸佳柏
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
腫瘤幹細胞在結直腸癌的形成、轉移和復發中扮演重要角色。前期工作中我們通過對結直腸癌EpCAM(high)CD44(+)及EpCAM(high)Lgr5(+)腫瘤幹細胞進行單細胞基因組測序發現，不同患者腫瘤幹細胞的基因拷貝數變異模式具有個體特異性，同一患者用相同標誌物分選的腫瘤幹細胞具有不同的基因拷貝數變異模式，即具有異質性。本項目擬在此基礎上，探索結直腸癌腫瘤幹細胞在基因組和表達層面的特異性及異質性。首先套用單細胞基因組測序技術，探索不同患者基因組拷貝數變異的個體特異性，深入分析同一患者腫瘤幹細胞亞群之間的進化關係。然後根據單細胞轉錄組測序數據得到基因表達譜信息，探究不同腫瘤幹細胞之間基因表達的異質性。在此基礎上以特定表達的基因為依據，對單細胞進行聚類分析。最後結合臨床資料，初步探索不同腫瘤幹細胞亞群與腫瘤基因分型的關係。上述研究將為闡明結直腸癌腫瘤幹細胞的異質性及其臨床相關性奠定基礎。
結題摘要
結腸直腸癌是具有複雜分子亞型的異質惡性腫瘤。我們進行了多區域全外顯子組測序和單細胞全基因組測序，以檢查直腸腫瘤的基因組腫瘤內異質性（ITH）。我們對具有相同分子分類的腫瘤的兩個直腸癌患者的9個腫瘤區域和88個單細胞進行了測序，並在多區域和單細胞水平上表征了它們的突變譜和體細胞拷貝數改變（SCNA）。在兩個患者之間觀察到可變程度的基因組異質性，並且當在單細胞水平上分析時ITH的程度增加。我們發現主要的SCNAs是癌症發展的早期事件並且穩定地繼承。單細胞測序揭示了在大量測序中隱藏的突變和SCNA。兩名來自相同分子亞型的初治患者的突變情景和SCNA概況完全不同。這些結果表明每個腫瘤都有自己的結構，這可能導致不同的診斷，預後和藥物反應。在我們研究的兩名患者中存在顯著的ITH。 腫瘤幹細胞（CSC）被認為是腫瘤發生和復發的原因。 EpCAMhighCD44 +腫瘤細胞是表達高水平幹細胞基因的結直腸癌CSC，而EpCAMhighCD44-群體主要含有分化的腫瘤細胞（DTC）。本研究旨在確定單個CSC（EpCAMhighCD44 +）和DTC（EpCAMhighCD44-）是否可以在體細胞拷貝數變異（SCNA）方面進行區分。我們套用螢光激活細胞分選從兩個原發性結腸腫瘤中分離出CD45-EpCAMhighCD44 +和CD45-EpCAMhighCD44-群體，然後在其上進行低覆蓋率的單細胞全基因組測序（WGS）。我們在單細胞層面比較了CSC和DTC的SCNA。單細胞SCNA圖譜顯示每個患者的CSC和DTC均存在明顯的SCNA，並且每個患者具有特定的拷貝數改變模式。分層聚類和相關性分析均顯示來自同一患者的CSC和DTC的SCNA概況具有相似的SCNA模式，而某些患者的CSC和DTC存在區域差異。同一患者中CSC的SCNA具有高度可重複性。我們的數據表明，主要的SCNA發生在早期階段並且是穩定遺傳的。 CSC和DTC之間普遍存在的SCNA的相似性可能源於譜系分化。來自同一患者的CSC具有可重複的SCNA譜，表明某些染色體的獲得或丟失是結腸癌發展所必需的。
