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你的正常乳腺上皮细胞正在偷偷地发生恶变!

生信技能树  · 公众号  ·  · 2024-12-07 20:45

正文

关于somatic和germline突变的区分

大部分癌症的发生都是因为个体存活的时间实在是太久了,长年累月的受环境因素,比如辐射暴露、某些化学物质或者烟酒等不良的生活方式,再加上运气不好, 就积累到了足矣致癌的基因突变事件 。所以大家看到的癌症患者都是七老八十的人,少量五六十岁的,当然了,现代生活方式确实是把人类患癌的年龄提前了,但是不至于提前到三四十岁, 如果年轻人患癌大家通常是会考虑到是家族性癌症 ,是生殖细胞突变(germline mutations)可以遗传给后代,这个只需要检测大家的血液等正常组织的DNA即可。但对于体细胞突变(somatic mutations)就比较麻烦了,需要首先定位到癌变的组织取样测序,同时还需要减去血液等等正常组织的多态性情况。这两个基因检测方式很多人没办法区分,也很难理解体细胞(somatic)和生殖细胞(germline)突变的概念:

任何事情都不是非黑即白的,体细胞(somatic)和生殖细胞(germline)突变这两个概念性的东西也会有交叉的时候。也就是说, 看起来没有癌变的正常组织就没有体细胞(somatic)突变 ,因为它是一个渐变的过程。这个领域也有很多人在做科学研究,其中位于美国得克萨斯州的休斯顿的安德森癌症研究中心的Navin课题组就是其中的佼佼者:

Title Normal breast tissues harbour rare populations of aneuploid epithelial cells
Online https://www.nature.com/articles/s41586-024-08129-x

研究背景

非整倍性上皮细胞在乳腺癌中很常见,但在正常乳腺组织中的存在尚不清楚。 随着单细胞 DNA 测序 (scDNA-seq) 方法的发展,有研究报道,正常组织中存在少量非整倍体细胞。

研究方法

研究者使用 scDNA-seq 和 scDNA&ATAC-seq 共实验来全面调查正常乳腺组织中富集的上皮细胞的拷贝数变异。

  • 样本:来自49名健康女性乳腺组织的83,206个上皮细胞

  • scDNA-seq:使用 Illumina 平台(NextSeq2000、NovaSeq6000)对文库进行测序,每个细胞的read数约300,000,测序深度约 0.005×

  • scDNA-seq数据拷贝数分析:主要采用 CNVpipeline :https://github.com/navinlabcode/CNVpipeline


研究结果

P21 女性的单细胞拷贝数数据:图1b展示了 P21 女性的分析结果,共有 1,649 个细胞,其中 5.64% 为非整倍体,以及主要的拷贝数变异位点和细胞数:

为了识别在不同女性中克隆扩增的复发性 CNA 事件,研究团队对每位女性的单细胞 CNA 数据进行了聚类,并将 CNA 事件进行分类:expanded CNAs 和 sporadic CNAs(图2a),chrX 的丢失在非整倍体细胞中非常频繁,并且发生在大多数被分析的女性 (89.80%) 中(图2b),结合临床数据可以发现,老年女性的 CNA 事件数量较高,非整倍体细胞的频率较高(图2cd)。

拷贝数事件与乳腺癌相比较:将所有患者的细胞拷贝数事件进行聚类(图3a),然后进行排序(图3b),结果显示,chr1q 增加是最常见 (15.11%) 和复发性 CNA 事件,其次是 chrX 丢失 (8.24%)、chr16q 丢失 (8%)、chr10q 丢失 (4.59%)、chr22q 丢失 (4.55%)、chr3p 丢失 (4.23%) 和 chr7q 丢失 (4.08%)。与TCGA的乳腺癌数据相比,确定了许多一致的 CNA 事件(图3c)







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