【佳學(xué)基因檢測(cè)】癌癥基因檢測(cè)隱性轟炸機(jī)：Slide-DNA-seq腫瘤基因測(cè)序技術(shù)

根據(jù)人體疾病表征圖譜，腫瘤是一種復(fù)雜的組織，由多種不同類型的細(xì)胞組成，細(xì)胞之間的基因組有著非常大的差異。而且這些細(xì)胞還在不斷地發(fā)生著變化。為了正確地揭示不同腫瘤、癌癥患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞的真實(shí)狀態(tài)。佳學(xué)佳學(xué)基因等機(jī)構(gòu)推出了腫瘤850這種正確用藥基因檢測(cè)方式。同時(shí)，佳學(xué)基因也在進(jìn)行深入的研究，這些研究表明，腫瘤組織內(nèi)的多種細(xì)胞的狀態(tài)和行為同時(shí)受到基因信息和體內(nèi)橡皮環(huán)境因素的影響：癌細(xì)胞內(nèi)發(fā)展出的基因序列突變，可能為腫瘤細(xì)胞帶來(lái)耐藥性、使之變成可以轉(zhuǎn)移或反復(fù)；另一方面，細(xì)胞在腫瘤組織內(nèi)處于什么位置，以及腫瘤與其周圍組織的關(guān)系，也影響到細(xì)胞狀態(tài)和藥物是否能起作用。

為了能夠同時(shí)得到腫瘤細(xì)胞的基因組信息和在組織中的位置信息，哈佛大學(xué)-麻省理工學(xué)院的腫瘤基因解碼研究人員開(kāi)發(fā)出了一種具有空間分辨率的DNA測(cè)序新技術(shù)，名為Slide-DNA-seq?；蚪獯a專家還進(jìn)一步將這種測(cè)序技術(shù)與高精度空間分辨率的基因表達(dá)分析相結(jié)合，以便更好地了解癌癥進(jìn)展，以及開(kāi)發(fā)潛在的治療方法。研究成果日前登上了先進(jìn)學(xué)術(shù)期刊《自然》。

利用Slide-DNA-seq，研究人員可以分析完整的組織切片，其中每個(gè)細(xì)胞都保持在原位，而不必像傳統(tǒng)的測(cè)序技術(shù)那樣先把細(xì)胞分離出來(lái)再提取DNA。實(shí)現(xiàn)的方法是用一種專門的載玻片，上面覆蓋著特殊的微型小球，可以捕獲DNA，而每個(gè)小球上附帶獨(dú)一無(wú)二的條形碼，讀取條形碼可以知道小球的位置。

“每顆小球和一個(gè)細(xì)胞差不多大?？偟膩?lái)看，它們就像相機(jī)上的一個(gè)個(gè)像素，拍攝出組織中每個(gè)細(xì)胞內(nèi)基因組變化的快照。”研究團(tuán)隊(duì)的共同通訊作者之一Fei Chen博士解釋。

研究人員還整合了他們先前開(kāi)發(fā)的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法，因此可以在組織環(huán)境中既看到細(xì)胞DNA的變化又看到基因表達(dá)的變化。“我們可以用同樣的條形碼微型小球捕獲每個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組，將兩組測(cè)量結(jié)果結(jié)合起來(lái)，得到一個(gè)多模態(tài)圖像。”Chen博士介紹。

研究人員在轉(zhuǎn)移性癌癥小鼠模型和結(jié)腸癌患者的原發(fā)性腫瘤樣本中測(cè)試了新技術(shù)的應(yīng)用，證明Slide-DNA-seq可以正確地保留腫瘤的局部結(jié)構(gòu)，識(shí)別出不同空間區(qū)域的癌細(xì)胞亞群。

而通過(guò)與空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)的整合，研究人員還發(fā)現(xiàn)了與細(xì)胞本身的遺傳因素、以及腫瘤微環(huán)境相關(guān)的不同基因群。研究論文指出，表明“這種多模式空間基因組學(xué)方法提供了一個(gè)通用平臺(tái)，用于量化細(xì)胞內(nèi)在和細(xì)胞外在因素如何影響基因表達(dá)、蛋白質(zhì)豐度和其他細(xì)胞表型”。

除了癌癥研究外，共同通訊作者Jason Buenrostro博士認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)還將有更廣泛的應(yīng)用，可以在各種組織內(nèi)測(cè)量DNA分子。“我們認(rèn)為，未來(lái)還可以在這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上構(gòu)建工具，測(cè)量DNA修飾，例如表觀遺傳組。”

參考資料：

[1] Zhao, T., Chiang, Z.D., Morriss, J.W. et al. Spatial genomics enables multi-modal study of clonal heterogeneity in tissues. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04217-4

[2] New DNA sequencing technique preserves cells’ locations within tissues. Retrieved Jan. 4, 2022, from https://www.broadinstitute.org/news/new-dna-sequencing-technique-preserves-cells%E2%80%99-locations-within-tissues

[3] Rodriques SG, Stickels RR, et al (2019) Slide-seq: A scalable technology for measuring genome-wide expression with high spatial resolution. Science. Doi: 10.1126/science.aaw1219

(責(zé)任編輯：佳學(xué)基因)