為了解決在大型單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)分析時(shí)遇到的挑戰(zhàn)，德州大學(xué)MD安德森癌癥中心的研究人員開發(fā)了一種新的計(jì)算技術(shù)，可以準(zhǔn)確地區(qū)分腫瘤樣本中癌細(xì)胞，以及多種正常細(xì)胞的數(shù)據(jù)。

這一研究成果公布在Nature Biotechnology雜志上。

這項(xiàng)名為CopyKAT（copy number karyotyping of aneuploid tumors，非整倍體腫瘤的染色體核型分型）的新工具可以幫助研究人員更輕松地檢查從大型單細(xì)胞RNA測(cè)序?qū)嶒?yàn)中獲得的復(fù)雜數(shù)據(jù)，從成千上萬(wàn)單個(gè)細(xì)胞中傳遞的基因表達(dá)數(shù)據(jù)。

文章通訊作者Nicholas Navin博士說(shuō)，CopyKAT使用基因表達(dá)數(shù)據(jù)來(lái)尋找非整倍性或存在異常的染色體數(shù)，這在大多數(shù)癌癥中很常見。該工具還有助于識(shí)別癌細(xì)胞內(nèi)的不同亞群或克隆。

“我們開發(fā)了CopyKAT作為從轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中推斷遺傳信息的工具。通過(guò)將該工具應(yīng)用于多個(gè)數(shù)據(jù)集，我們證明了可以準(zhǔn)確地鑒定混合的腫瘤樣本中，腫瘤細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中存在的其他免疫細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞，準(zhǔn)確率高達(dá)99％，這樣我們就可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)存在的亞克隆，并了解它們的遺傳差異。”

從時(shí)間維度上來(lái)看，腫瘤是作為存在的所有細(xì)胞的混合物進(jìn)行研究的，其中許多不是癌性的。近年來(lái)，單細(xì)胞RNA測(cè)序的出現(xiàn)使研究人員能夠以更高的分辨率分析腫瘤，檢查每個(gè)單個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)，繪制出包括周圍微環(huán)境在內(nèi)的腫瘤圖景。

但是，如果沒有可靠的計(jì)算方法，很難區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞。Ruli Gao博士開發(fā)了CopyKAT算法，該算法可以提高準(zhǔn)確性和調(diào)整最新一代單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，改進(jìn)舊技術(shù)。 

研究團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)將結(jié)果與全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)對(duì)其工具進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，該數(shù)據(jù)在預(yù)測(cè)拷貝數(shù)變化方面顯示出很高的準(zhǔn)確性。在來(lái)自胰腺癌，三陰性乳腺癌和間變性甲狀腺癌的另外三個(gè)數(shù)據(jù)集中，研究表明，CopyKAT也能夠準(zhǔn)確區(qū)分混合樣本中的腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞。

在分析這些樣本時(shí)，研究人員還發(fā)現(xiàn)該工具可有效地根據(jù)拷貝數(shù)差異識(shí)別腫瘤內(nèi)的癌細(xì)胞亞群，這在三陰性乳腺癌實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。

“通過(guò)使用CopyKAT，我們能夠鑒定三陰性乳腺癌中罕見的亞群，這些亞群具有未被廣泛報(bào)道的獨(dú)特基因改變，包括具有潛在治療意義的改變?！?“我們希望該工具將對(duì)研究人員有用，充分利用其單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)推動(dòng)癌癥的新發(fā)現(xiàn)?！?/span>

該工具可供研究人員免費(fèi)使用。作者指出，該工具不適用于所有癌癥類型的研究。例如，非整倍體在兒科和血液學(xué)癌癥中出現(xiàn)得相對(duì)較少。