通过单细胞共捕获DNA突变和mRNA转录本实现体细胞克隆嵌合体的基因型到表型映射 可供购买

《Cancer Discovery》：Genotype-to-Phenotype Mapping of Somatic Clonal Mosaicism via Single-Cell Co-Capture of DNA Mutations and mRNA Transcripts Available to Purchase

本研究开发了单细胞基因-表型测序技术scG2P，用于高 throughput、高多重性捕获体细胞突变热点和mRNA标记。通过分析六例老年食管样本，发现大量单驱动克隆和少数双驱动克隆。NOTCH1突变克隆导致上皮分化受限，而TP53突变克隆通过分化偏见和细胞周期增加促进克隆扩张。该技术为解析实体组织体细胞异质性及早期癌症状态提供了首个单细胞基因-表型图谱。

　　

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摘要

体细胞嵌合现象在人类衰老过程中普遍存在，表现为携带反复突变驱动基因的细胞发生克隆扩增。对组织进行全基因组测序可以捕获突变频率，但无法重建克隆结构，也无法阐明驱动基因突变如何影响细胞表型。我们开发了一种单细胞基因型到表型测序（scG2P）技术，能够高效、多路并行地同时检测突变热点和mRNA标记。我们将scG2P技术应用于六名个体的老化食管样本，观察到大量具有单一驱动基因突变的克隆，同时也存在少数携带两个驱动基因突变的克隆。NOTCH1突变体在克隆谱系中占主导地位，并与上皮分化受阻有关；而TP53突变体则通过影响分化过程和增加细胞周期频率来促进克隆扩增。因此，通过单细胞技术同时检测体细胞突变和mRNA转录本，可以高分辨率地重建实体组织中的克隆结构及其相关表型。

重要性：

通过单细胞技术同时检测体细胞突变和mRNA转录本，可以重建表型正常的食管组织的克隆结构及其相关表型，这为我们理解实体组织中的体细胞进化提供了首个单细胞基因型-表型图谱，有助于揭示早期癌变状态。

数据可用性

原始数据存储在欧洲基因组-表型档案库（EGA）中（访问号：EGAS50000001429），包括每个样本的原始FASTQ文件和h5文件。用于处理RNA数据以识别外显子-外显子连接区的PRIMR R软件包可从GitHub获取：https://github.com/landau-lab/PRIMR。所有计算分析的相关笔记本也可在https://github.com/landau-lab/scG2P找到。