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引领癌症研究新时代,武大生科院本科毕业生研究论文在Cell上发表

点击: 150 次  来源:http://www.010zws.com 时间:2020-02-02

核心提示: 2012年3月2日,武汉大学生命科学学院2011届本科毕业生宋卢挺作为并列第一作者的研究论文《Single-Cell Exome Sequencing and Monoclonal Evolution of a JAK2-Negative Myeloproliferative Neoplasm》发表于国际顶级学术期刊《细胞》(Cell,2010年影响因子为32.401),并登上了此期Cell研究新亮点。

核心提示: 2012年3月2日,深圳华大基因研究院在肿瘤研究上获得突破性进展,于国际著名学术期刊《细胞》上同时发表两篇研究论文。该团队研发了一种解析单细胞基因组的新方法,并将该方法应用于原发性血小板增多症和肾透明细胞癌的肿瘤内部遗传特征研究。2012年3月2日,深圳华大基因研究院在肿瘤研究上获得突破性进展,于国际著名学术期刊《细胞》上同时发表两篇研究论文。该团队研发了一种解析单细胞基因组的新方法,并将该方法应用于原发性血小板增多症和肾透明细胞癌的肿瘤内部遗传特征研究。此新方法解决了之前在用组织样本测序时无法解决的肿瘤高异质性难题,为从单核苷酸水平深入研究癌症发生、发展机制及其诊断、治疗提供了新的研究思路并开辟了新的研究方向。此外,这一新方法还可被广泛用于其他重要的生物研究领域,如组织器官内细胞基因组的异质性研究、干细胞的异质性研究、生殖细胞的遗传重组研究、胚胎的植入前遗传学诊断研究等。目前,高通量测序技术已经被广泛应用于各种生物学研究中,然而,由于多细胞组织中广泛存在的细胞异质性,使得研究人员难以通过组织样品测序来揭示一些复杂的生物现象,如在肿瘤演化研究中,肿瘤组织的异质性使得研究人员难以分析肿瘤内细胞的遗传结构并识别在肿瘤演化中的重要变化,除非进行额外的细胞分选实验,否则研究人员很难鉴定出癌症发展中具有重要影响的遗传突变。2011年,来自冷泉港实验室的研究人员运用一种单细胞测序,通过基于拷贝数变异的数据结果分析了乳腺癌的癌细胞种群结构,指出肿瘤的进化可能是间断性的(Navin et al., 2011, Nature),挑战了传统的肿瘤渐进式演化模型。这一发现成为了癌症研究中的一次重大突破,但是此方法的局限是不能从单个核苷酸水平了解单个癌细胞的遗传特性。为了攻克这个难题,来自深圳华大基因研究院的研究人员建立了一种基于多重置换扩增的单细胞测序新方法,并对该方法的扩增均一性、灵敏度、特异性等方面进行了全面评估。文章第一作者、华大基因该项目负责人宋卢挺说:“这种将多重置换扩增和测序技术相结合的单细胞测序方法不仅具有更高的分辨率和基因组覆盖度,而且具有更好的敏感性和特异性。该方法从单核苷酸水平上为各种复杂疾病和生物学过程的研究开辟了新思路。”生物通 为了探究肿瘤的演化及遗传特性,研究人员对取自一例典型的JAK2阴性ET病人的90个单细胞进行了全外显子测序,通过诸多分析,研究人员揭示了此ET在肿瘤发生中遵循单克隆演化模型,并鉴定了一些与ET的发生、发展相关的突变基因。在第二篇文章中,为了更好地解析肾癌内部的遗传变异情况,研究人员运用此新方法对一例肾癌进行了研究。他们发现此例肾癌并非由常见的两个突变基因VHL和PBRM1导致,这说明在病人群体中所鉴定的频发突变(recurrent mutation)可能与肿瘤个体无关,同时也强调了在癌症分析和诊断过程中进行个性化治疗的重要性。通过遗传学定量分析,研究人员发现在此肾癌中不存在明显的克隆亚群,而且在肿瘤细胞群体内不同细胞突变频率的突变之间也存在差异明显的碱基突变谱,研究人员推测这可能与肿瘤演化过程中的选择紧密相关。此外,研究人员还发现了一些与此肾癌发生相关的重要功能基因。生物通 深圳华大基因研究院副院长徐讯说:“我们对所有数据进行分析后,发现此肾癌内的遗传结构比我们之前预想的要复杂得多。单细胞测序为实体肿瘤研究开拓了一个新的研究视角,并对促进开发更有效的细胞靶向治疗方法具有十分重要的意义。同时,我们的研究也为其他研究人员利用单细胞测序研究肿瘤提供了一个很好的参照。”文章通讯作者、深圳华大基因研究院副院长李英睿指出:“我们的两项研究表明,单细胞测序新方法为遗传异质性肿瘤的高精度、全面评估提供了一个非常优秀的研究工具。这种新方法和产生的数据为鉴定与肿瘤发展相关的候选基因提供了科学依据,也必将会推动癌症的遗传机理和生物学过程更深入的研究。”生物通 华大基因执行院长王俊指出:“此单细胞测序技术使基因组学研究提升到了一个全新的层次和高度,使科学家们可以真正从生命活动的最基本单位——细胞这个层次去研究生物的生长、发育、生殖、遗传、变异等过程。”

  南方日报1月7日A11版讯还记得在国际顶尖学术杂志发论文的华工本科“小牛人”吗?记者昨日从华南理工大学获悉,近日,“华南理工大学—深圳华大基因研究院”生命科学创新学院基因组科学创新班学子再传捷报——由生物科学与工程学院2011级微生物学专业博士研究生金鑫作为并列第一作者,华南理工大学作为第三完成单位,安徽医科大学、深圳华大基因研究院等单位共同合作完成的《A large-scale screen for coding variants predisposing to psoriasis》高水平研究成果在国际顶级学术期刊《Nature Genetics》上公开发表。这也意味着金鑫以并列第一作者身份实现了《Nature》、《Science》、《Cell》三大顶尖学术期刊的“个人大满贯”。   银屑病是一种常见的慢性炎症性皮肤病,累及人群较广,目前尚缺乏长期有效的治疗方法,其发病机制也比较复杂。虽然近年来全基因组关联分析发现了大量与银屑病关联的常见突变,但只能解释部分遗传因素。来自华大基因和安徽医科大学的科研人员对781位银屑病患者以及676位健康对照者的样本进行了外显子测序,旨在发现更多遗传因素的证据。此外,科研人员还对欧洲银屑病患者和中国银屑病患者之间的遗传异质性进行了分析。结果发现,中国和欧洲患者的基因中均发生了特异性的变异。   金鑫是论文并列第一作者,同时也是华大基因该项目负责人。作为“华工—华大”基因组科学创新班首届学生,他已是蜚声校园的“小牛人”,曾于2010年7月及2012年12月,分别在国际著名学术期刊《Science》、《Cell》杂志上以并列第一作者身份发表高水平研究成果《50个全外显子测序揭示人类的高原适应机制》、《基因胚系de novo突变及其与自闭症之间的关联性》。

2012年3月2日,武汉大学生命科学学院2011届本科毕业生宋卢挺作为并列第一作者的研究论文《Single-Cell Exome Sequencing and Monoclonal Evolution of a JAK2-Negative Myeloproliferative Neoplasm》发表于国际顶级学术期刊《细胞》(Cell,2010年影响因子为32.401),并登上了此期Cell研究新亮点。

宋卢挺系首批加入武汉大学——华大基因联合培养创新班的七名同学之一,于2010年3月赴深圳华大基因研究院从事基因组学研究工作。联合培养期间,宋卢挺充分利用华大基因研究院作为全球最大基因组学研究中心的平台优势,积极把握各种学习和锻炼的机会,在2010年的第五届国际基因组大会上作主题报告,最终成长为华大基因研究院癌症单细胞研究的负责人。

在本项研究中,以宋卢挺为项目负责人的研究团队研发了一种解析单细胞基因组的新方法,并将该方法应用于原发性血小板增多症的肿瘤内部遗传特征研究,在肿瘤研究上获得突破性进展。

此单细胞测序新方法是遗传异质性肿瘤的高精度、全面评估的一个非常优秀的研究工具,为从单核苷酸水平深入研究癌症发生、发展机制及其诊断、治疗提供了新的研究思路。这种新方法和产生的数据为鉴定与肿瘤发展相关的候选基因提供了科学依据,也必将会推动癌症的遗传机理和生物学过程更深入的研究。此外,这一新方法还可被广泛用于其他重要的生物研究领域,如组织器官内细胞基因组的异质性研究、干细胞的异质性研究、生殖细胞的遗传重组研究、胚胎的植入前遗传学诊断研究等。