近日，西班牙基因組調控中心（CRG）和歐洲分子生物學實驗室（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，帶來了一種依據單細胞多組學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。
眾所周知，大多數癌變組織由快速分裂的細胞組成，且大多數細胞具有自我更新能力，經過一定數目的分裂后就會停止繁殖。但是，癌癥干細胞卻可以無限期復制，且癌癥干細胞無法進行化學療法等常規(guī)治療，這是患者最初進入緩解期但不久后復發(fā)的原因之一。因此有效區(qū)分癌癥干細胞、成熟癌細胞和其他健康干細胞十分必要。
在這項研究中，研究人員使用了一種從cDNA擴增出核突變的“MutaSeq”單細胞測序方法對白血病患者進行了深度的外顯子測序，并基于患者體內CD34 +細胞的表達量，系統(tǒng)比較了MutaSeq和全轉錄組單細胞RNA測序法“Smart-seq2”的性能差異。
結果發(fā)現，MutaSeq在單細胞RNA測序實驗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覆蓋率。
隨后，研究人員對4名白血病患者的骨髓樣本進行了單細胞多組學的MutaSeq數據分析，以確定患者體內的單個細胞是否為干細胞，并利用線粒體的體細胞突變譜系追蹤該干細胞是否為癌性細胞，同時利用計算工具“mitoClone”進一步提高追蹤的準確性。
研究發(fā)現，該方法成功地鑒定并區(qū)分出了人體內的白血病干細胞、白血病前干細胞和健康造血干細胞，從而使健康克隆和癌性克隆之間實現清晰的分離。
迄今為止，有大量的小分子藥物已經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艱巨的任務。
因此，研究人員基于單細胞測序比較了人體所有白血病干細胞（白血病前干細胞）和非白血病細胞的基因表達，并鑒定了所有白血病細胞中存在的潛在標志物或藥物靶標。從而幫助研究人員從成千上萬的單個細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，研究團隊已經招募了大量德國和西班牙的臨床研究人員，旨在將這種方法應用于更大規(guī)模的臨床研究中。相信這項新技術將會為靶向癌癥干細胞，并設計出針對白血病的特異性藥物開辟新的途徑，在新冠大流行時期，或許也能為檢測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
