Nature：单细胞基因组测序

收藏红木家具的马先生近日发现，自己一年半前花七八万元买下的一套大红 酸枝座椅，目前价格已经翻了一倍多。而据了解，从年初至今，在售的各类 红木家具普遍涨价20%左右，由于原料紧缺，进货难度加大，一些商家甚至 先将存货“囤”起来坐待机会。对此，业内人士表示，短期内红木市场恐难 “退烧”。 红木家具市场异军突起 宽约1米，长不过2米多，再加上一个雕花靠背和两个1米见方的大方凳，这 样一套大红酸枝座椅，去年的价格还七八万元，今年在市场上已涨到20万元， 做了十几年家具收藏的马先生对此不以为怪并表示，这两年红木家具市场可 谓异军突起;经营红木家具的王先生也表示，目前市场上常见的大红酸枝、 鸡翅木、花梨木家具，今年价
胞基因组进行比较，或者比较同一患者在解剖学 上相互独立的器官、组织的肿瘤细胞，甚至可以 比较同一肿瘤组织内的个体细胞间的差异（图 1）。 这些都让我们更加明确地认识
到，肿瘤基因组的动态变化及高度多样性的存在。 单细胞测序将帮助我们对隐藏于癌细胞内的罕见 突变进行检测，这些突变可能会最终导致药物抗 性的发生，从而从根本上避免给患者
多复杂生物系统内存在的细胞异质性非常重要， 尤其是对人类肿瘤基因组混合物的研究而言。 Wang等人建立了一种新的测序方法，称作nucseq，基本实现了对单个细胞完
整基因组进行完全测序的目标。 当细胞准备分裂时，细胞核内DNA会进行复制。 通过筛选从而仅仅对新生的“双”核进行测序， nuc-seq可以利用此类复制，获得比之前
多个单细胞基因组进行了测序，他们并没有发现 在遗传学上一模一样的两个肿瘤细胞。 除了证实在肿瘤中的大部分细胞都含有大量的突 变，研究者还发现肿瘤细胞中含有更大量的
亚克隆及从头突变现象（这在个体细Fra Baidu bibliotek中是很罕 见的）。他们还使用数学方法对肿瘤组织单个细 胞内的突变率进行了估算。基于这些模型与方法， 他们发现，不同类型的DNA突变在
速率，则比正常细胞高出13倍。 Nuc-seq及其它相关测序方法可以帮助我们对个 体肿瘤内的突变异质性有更加透彻的了解，也会 促进我们探究癌症进展及相应治疗方法。
尤其是肿瘤内的突变多样性有可能被用于预测在 药物治疗中，是否会出现药物抗性，因为导致药 物抗性的基因突变很可能在治疗前就已经存在了。 这在一些化疗药物无法有效治疗癌症
不同肿瘤中以不同的速度累计，而且，在癌细胞 内，有两种相互独立的“突变时钟”在运行。 DNA内大规模的结构改变（例如大段DNA的扩增 和缺失）可能会发生于肿瘤进展
的早期，而点突变则是在进程中逐渐积累的。研 究结果表明，生长速度更低的luminal亚型乳腺癌 细胞的突变率也相对更低，而来自侵袭性更强的 三重阴性乳腺癌细胞内的突变
2-氯-4-三氟甲基苯甲酸
http://www.molbase.com/zh/cas-23228-45-7.html
大部分的测序技术更低的测序错误率。研究者采 用靶向双链测序验证了他们的方法，这是一种对 DNA双链进行测序，以鉴定突变的方法，具有超 高的准确性。他们认为，使用nuc
-seq对单细胞基因组进行测序，然后采用靶向深 入测序进行验证，应该就可以将癌症中的基因组 异质性检测出来。 为了阐明这一点，Wang等人对两种类型的人乳 腺癌中的
格普遍比去年上涨20%左右。对此，相关业内人士表示，“今年五月，新发 布的《濒危野生动植物种国际贸易公约》将大红酸枝等7种木材列为濒危物 种，被限制进口。目前，红木家具价格普遍上涨，特别是大红酸枝，5月之 前常规料大约10万元一吨，而现在要卖到20万元一吨。” 期待高利润商家“由售改囤” 据业内人士介绍，造成此轮红木家具涨价的主因是珍贵的红木原料日渐紧缺， 好木材越来越少，且《濒危野生动植物种国际贸易公约》又正式生效，木料 开采也受到限制，这成为此次国内红木价格上扬的“”。由于价格走高，红 木家具近年来越来越多的受到藏友们的关注，人们纷纷开始收藏、投资红木 家具。有些商家为了期待较高的利润，甚至开始限制
的实际应用中都有所记录。研究结果再一次说明 了，单个大样品量的肿瘤组织检测——这是目前 普遍用于选择靶向治疗方法的手段——并不能全 面检测肿瘤的遗传学特点。 肿瘤基
因组内所包含的所有突变数目，包括那些只在少 数细胞出现的突变，很有可能决定了不同肿瘤亚 型侵袭性的高低。例如，肿瘤内遗传多样性的程 度及肿瘤组织和正常组织的区别，可能
影响着免疫系统对正常细胞和恶性细胞的区分能 力。因此，找出癌细胞产生突变异质性的机制， 就有可能寻找到新的治疗靶点。 对个体细胞进行分析的新技术不断涌现。目前要 确
定的是，nuc-seq及其它单细胞基因组技术，例 如MALBAC等所得到的检测结果的可信度有多高。 例如，很多癌细胞是非整倍体细胞（它们的染色 体数目异常），但是，n
一直以来，研究者都盼望着DNA测序的分辨率可 以达到单个细胞，这对于研究在许多复杂生物系 统内存在的细胞异质性非常重要，尤其是对人类 肿瘤基因组混合物的研究而言。Wa
ng等人建立了一种新的测序方法，称作nuc-seq， 基本实现了对单个细胞完整基因组进行完全测序 的目标。 对两种类型乳腺癌细胞进行的单细胞DNA测序结 果发现，肿
店内存货出售，他们“由售改囤”，坐待市场变化。经营家具收藏多年的王 先生表示，“很多红木会馆最近停业两个月，老板说是自己喜欢暂时不卖留 了下来，其实也是在等着升值。物以稀为贵，短期内红木市场恐难退烧。” 购买红木家具谨防假冒红木家具价格飙升，假冒家具也就层出不穷。业内人 士提醒想要购买的市民：红木家具一般都是卖木料原色，对于上漆的家具要 格外留心;同时，购买时一定要索取正式发票，并在发票上注明家具的具体 材质，切不可泛泛以“红木”二字来统称。因为红木的种类很多，差价可在 十倍以上，若发票未能注明木材名称，以后维权将会极其困难。根据国家标 准，“红木”的范围确定为5属8类。5属是以树木学的属来命名的，即紫檀
服用无效、甚至有毒性的药物进行治疗。最后一 点需要引起注意的是，肿瘤细胞基因组的这种高 度多态性，是癌症的一大特征，而且很有可能是 我们尚未开始开发利用的潜在治疗靶点
。 癌症的遗传特点在不同患者身上各不相同，例如， 同一患者的原发肿瘤和转移肿瘤存在差异，又或 者同一肿瘤组织内的个体细胞间也存在差异。 Wang等人建立了一种单细胞
uc-seq技术可能只局限用于检测不含非整倍体细 胞的癌症。此外，虽然基因组测序的成本一直在 不断下降（事实上下降速度在减慢），但是，单 个细胞基因组测序以及由此对复
杂生物信息进行分析的成本依然是惊人的。
图1 在破译癌症基因组的道路上，单个细胞测序技术 的出现无疑是一个里程碑。借助这一技术，我们 可以对不同患者的肿瘤细
瘤细胞内包含各种类型突变，证实了遗传多样性 可能会决定肿瘤进展的方向。 新一代DNA测序技术已经给癌症基因组研究领域 带来了革命性的进展。尽管新的测序技术可以检 测
出大部分经常出现的突变，但是对肿瘤细胞内存 在的各类突变及多种基因组类型的分辨率并不高。 一直以来，研究者都盼望着DNA测序的分辨率可 以达到单个细胞，这对于研究在许