北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬、北医三院乔杰、付卫等发明了一种新的测序方法，可同时分析单个细胞的基因拷贝数改变、甲基化和基因表达，可更好地研究结直肠癌进展过程。单细胞多组学测序为了解结肠直肠癌进展和转移过程中发生的分子改变提供了见解和资源。(Science. 2018; 362: 1060-1063. doi: 10.1126/science.aao3791)

虽然基因组不稳定性、表观遗传学异常和基因表达失调是结直肠癌的标志，但这些特征未在单细胞水平同时进行分析。研究者通过优化测序方法，首次从单细胞分辨率、多组学水平深入解析了人类结直肠癌在发生和转移过程中，基因组拷贝数变异、DNA甲基化异常及基因表达改变的特点及相互关系。

这一成果是基于研究者2016年发表《Cell Research》的工作基础上。汤富酬研究组建立了一种全新的单细胞三重组学测序技术，在国际上首次从同一个单细胞中实现对基因组、表观组和转录组高通量测序信息的同时获取，并在单细胞水平发现肝癌细胞在三种组学上存在密切相互关联的高度异质性。

该研究基于DNA甲基化组数据推断出的基因组拷贝数变异精准鉴定了肿瘤细胞的亚克隆;系统解析了肿瘤细胞的DNA甲基化异质性，阐释了DNA甲基化谱和基因表达谱的相互关系;首次在单细胞分辨率追踪了同一遗传谱系的肿瘤细胞在转移过程中DNA甲基化及基因表达的变化情况;揭示了结直肠癌细胞DNA去甲基化的共同特点;揭示了结直肠癌细胞染色体水平的DNA甲基化异常和基因组不稳定性的特点。

该研究既发现了结直肠癌细胞基因组DNA甲基化层面的患者个体差别以及个体内肿瘤细胞异质性等特征，同时也发现不同患者个体之间、不同肿瘤部位之间肿瘤细胞DNA甲基化改变的共性规律。研究结果对于更好地设计肿瘤治疗方案、了解肿瘤的异质性以及转移过程非常重要。

(编译 杨成武)