2024年9月12日，中国医学科学院基础医学研究所、美国国立卫生研究院和韩国延世大学合作在Nature Communications发表题为“Context-aware single-cell multiomics approach identifies cell-type specific lung cancer susceptibility genes”的研究论文。研究利用单细胞转录组和表观遗传组测序技术，创建了首个全面的人类肺组织单细胞多组学图谱。研究人员开发了多种多组学数据整合方法，识别了影响肺癌遗传易感性的细胞亚群、关键分子和信号通路，并揭示了细胞类型特异性的肺癌易感基因及其变化规律，为肺癌的精准医疗提供了潜在的靶点和分子表型。
研究小组从性别和年龄相匹配的吸烟者与非吸烟者中获取肺组织样本，进行了大规模的单细胞多组学测序，整合了超过11万个单细胞的转录组和表观遗传组数据，构建了详尽的人类肺单细胞多组学图谱。通过跨组学分析，研究者鉴定了23种不同的细胞类型，包括罕见的AT2-pro细胞亚群，并发现吸烟者与非吸烟者在关键分子和信号通路上存在显著差异。
研究人员进一步将肺癌易感基因座与图谱中的顺式调控元件进行共定位分析，结合转录因子结合位点分析，对基因座内的变异位点进行了功能注释，明确了上皮细胞和免疫细胞在肺癌发展中的关键作用。研究团队还针对RNA-seq和ATAC-seq数据，开发了一套新的顺式调控元件-靶基因关联算法，识别了64个与肺癌易感性相关的基因，为未来的药物开发和干预提供了精确的诊疗靶点和分子表型。
研究团队指出，人类肺组织单细胞多组学图谱不仅有助于深入理解肺组织的生物学特性，还可以与蛋白质组和微生物组数据结合，探索不同组学层面之间的相互作用机制。此外，该图谱还可以应用于慢性阻塞性肺病等重要呼吸系统疾病的研究，揭示疾病不同阶段和表型背后的分子机制。
编译整理|杨思飞
本期编辑|刘怡伶
参考文献|Context-aware single-cell multiomics approach identifies cell-type-specific lung cancer susceptibility genes
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