近日，西班牙基因組調(diào)控中心（CRG）和歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）的研究人員在《Nature Communications》發(fā)表了一篇題為“Identification of leukemic and pre-leukemic stem cells by clonal tracking from single-cell transcriptomics”的文章，帶來(lái)了一種依據(jù)單細(xì)胞多組學(xué)治療白血病的新方法，為人們尋找到從源頭上消除癌癥的藥物奠定了基礎(chǔ)。
眾所周知，大多數(shù)癌變組織由快速分裂的細(xì)胞組成，且大多數(shù)細(xì)胞具有自我更新能力，經(jīng)過(guò)一定數(shù)目的分裂后就會(huì)停止繁殖。但是，癌癥干細(xì)胞卻可以無(wú)限期復(fù)制，且癌癥干細(xì)胞無(wú)法進(jìn)行化學(xué)療法等常規(guī)治療，這是患者最初進(jìn)入緩解期但不久后復(fù)發(fā)的原因之一。因此有效區(qū)分癌癥干細(xì)胞、成熟癌細(xì)胞和其他健康干細(xì)胞十分必要。
在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了一種從cDNA擴(kuò)增出核突變的“MutaSeq”單細(xì)胞測(cè)序方法對(duì)白血病患者進(jìn)行了深度的外顯子測(cè)序，并基于患者體內(nèi)CD34 +細(xì)胞的表達(dá)量，系統(tǒng)比較了MutaSeq和全轉(zhuǎn)錄組單細(xì)胞RNA測(cè)序法“Smart-seq2”的性能差異。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MutaSeq在單細(xì)胞RNA測(cè)序?qū)嶒?yàn)中有效地覆蓋了線粒體基因組，與Smart-seq2相比，提供了更好的基因組靶位點(diǎn)覆蓋率。
隨后，研究人員對(duì)4名白血病患者的骨髓樣本進(jìn)行了單細(xì)胞多組學(xué)的MutaSeq數(shù)據(jù)分析，以確定患者體內(nèi)的單個(gè)細(xì)胞是否為干細(xì)胞，并利用線粒體的體細(xì)胞突變譜系追蹤該干細(xì)胞是否為癌性細(xì)胞，同時(shí)利用計(jì)算工具“mitoClone”進(jìn)一步提高追蹤的準(zhǔn)確性。
研究發(fā)現(xiàn)，該方法成功地鑒定并區(qū)分出了人體內(nèi)的白血病干細(xì)胞、白血病前干細(xì)胞和健康造血干細(xì)胞，從而使健康克隆和癌性克隆之間實(shí)現(xiàn)清晰的分離。
迄今為止，有大量的小分子藥物已經(jīng)被證明具有臨床安全性，但要確定這些藥物最適合哪種癌癥或哪些患者卻是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
因此，研究人員基于單細(xì)胞測(cè)序比較了人體所有白血病干細(xì)胞（白血病前干細(xì)胞）和非白血病細(xì)胞的基因表達(dá)，并鑒定了所有白血病細(xì)胞中存在的潛在標(biāo)志物或藥物靶標(biāo)。從而幫助研究人員從成千上萬(wàn)的單個(gè)細(xì)胞中收集并更深入地了解人體全基因組信息，為從源頭上根治白血病開辟了新的途徑。
目前，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)招募了大量德國(guó)和西班牙的臨床研究人員，旨在將這種方法應(yīng)用于更大規(guī)模的臨床研究中。相信這項(xiàng)新技術(shù)將會(huì)為靶向癌癥干細(xì)胞，并設(shè)計(jì)出針對(duì)白血病的特異性藥物開辟新的途徑，在新冠大流行時(shí)期，或許也能為檢測(cè)SARS-CoV-2提供新的思路。
參考資料：
[1]https://www.nature.com/articles/s41467-021-21650-1#MOESM1
[2]https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210301084512.htm
