利用单细胞转录组分析技术对肿瘤内部异质性的系统研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:81472855
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:H1826.肿瘤学研究新技术与新方法
- 结题年份:2018
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:肖正涛; 张文智; 王鑫; 王勋; 李新; 刘跃; 刘阳; 赵文溦;
- 关键词:
项目摘要
Intra-tumoral cell populations display remarkable heterogeneity, which is both cause and consequence of tumor initiation and progression. Therefore a comprehensive view on intra-tumoral heterogeneity should provide valuable information for understanding important cancer-related processes such as tumor development, metastasis, drug sensitivities, etc. Traditional high-throughput profiling techniques provide snapshots of molecular species' abundance averaged on thousands to millions of cells, therefore falling short of capturing the heterogeneous nature of tumors. The recently developed single-cell techniques now allow comprehensive transcriptome profiling for a large number of single-cells. In the proposed research, we plan to take advantages of the most advanced single-cell transcriptome profiling technique, and systematically study the intra-tumoral heterogeneity of a hepatocellular carcinoma (HCC) case as an example. The project includes the following major steps: 1) data collection. We will collect tumor single-cells from a HCC model, and perform transcriptome profiling to obtain mRNA expression profiles of single-cells. 2) data analysis. We will perform statistical analyses such as 2-dimensional hierarchical clustering and principle components analysis. This will cluster the single-cells into transcriptionally distinct sub-populations, and identify their signature genes. We will also apply systems biology methodologies to reconstruct the gene transcriptional regulation network, using the single-cell gene expression data. 3) network and transcriptome profile analysis. We will further use the gene transcriptional regulatory network to dissect the transcriptome profiles of the single-cell sub-populations and infer their master regulators that transcriptionally drive the phenotypic differences between cell sub-populations. 4) experimental validations. We will isolate the single-cell sub-populations, and assess their phenotypic differences such as proliferation, migration, invasion, and in vivo tumorigenesis. We will also validate the involvements of master regulators in driving the differences between the cell sub-populations. The proposed research will yield very valuable results: 1) the first large-scale HCC single-cell transcriptome profiles. 2) a novel intra-tumor cell map composed of single-cells clustered based on their gene expression profiles. 3) the first "personalized" regulatory network to capture the gene transcriptional regulatory machineries that are derived from one case of cancer. 4) key transcription factors that drive the phenotypic differences between cell sub-populations. In summary, by systematically interrogating intra-tumoral heterogeneity, the proposed research will provide, for the first time, a valuable basis of data, methodology, and preliminary mechanistic information for further research on patient-specific cancer mechanisms and potentially for the development of personalized medicine.
肿瘤内部细胞之间具有高度的异质性。对该异质性的深入研究有望为理解肿瘤的发生发展、转移、药物敏感性等疾病过程提供重要信息。本项目将以肝细胞癌为例,使用最新的单细胞分析技术,对肿瘤内部单细胞进行转录组分析。以此为基础,我们将确定该组细胞中的细胞亚群,及各细胞亚群的标志性基因,从而首次提出肿瘤异质性在单细胞转录组层次的详细图谱。其次,我们将采用肿瘤系统生物学的方法,使用单细胞转录组数据构建该肝细胞癌的基因转录调控网络。对该转录调控网络及单细胞转录组数据的进一步深入分析将提出各肿瘤细胞亚群区别于正常及其它肿瘤细胞的核心转录调控因子。最后,我们将通过实验分析手段,研究各细胞亚群的功能表型差异,并验证其核心转录调控因子对细胞功能表型的调控作用。总之,本项目首次从单细胞转录组角度系统研究肿瘤内部异质性,为该肝细胞癌中细胞的起源与发展提供机理性信息,并为其它单细胞层次的肿瘤机理研究提供数据及方法上的支持。
结项摘要
肿瘤内部细胞之间具有高度的异质性,对该异质性的深入研究有望为理解肿瘤的发生发展、转移、药物敏感性等疾病过程提供重要信息。本项目以肝细胞癌为例,使用高通量单细胞分析技术,对肿瘤内部单细胞进行了转录组分析。以此为基础,我们确定了该组细胞中的细胞亚群,及各细胞亚群的标志性基因,从而首次提出肿瘤异质性在单细胞转录组层次的详细图谱。其次,我们采用肿瘤系统生物学的方法,使用单细胞转录组数据构建了该肝细胞癌的基因转录调控网络。对该转录调控网络及单细胞转录组数据的进一步深入分析提出了各肿瘤细胞亚群区别于正常及其它肿瘤细胞的核心转录调控因子。最后,我们通过实验分析手段,研究了各细胞亚群的功能表型差异,并验证了其核心转录调控因子对细胞功能表型的调控作用。总之,本项目首次从单细胞转录组角度系统研究肿瘤内部异质性,为该肝细胞癌中细胞的起源与发展提供机理性信息,并为其它单细胞层次的肿瘤机理研究提供数据及方法上的支持。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Insights from multidimensional analyses of the pan-cancer DNA methylome heterogeneity and the uncanonical CpG-gene associations
对泛癌 DNA 甲基化组异质性和非典型 CpG 基因关联的多维分析的见解。
- DOI:10.1002/ijc.31810
- 发表时间:2018-12-01
- 期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF CANCER
- 影响因子:6.4
- 作者:Liu, Yang;Huang, Rongyao;Yang, Xuerui
- 通讯作者:Yang, Xuerui
Function of HNRNPC in breast cancer cells by controlling the dsRNA-induced interferon response.
HNRNPC 通过控制 dsRNA 诱导的干扰素反应在乳腺癌细胞中发挥作用。
- DOI:10.15252/embj.201899017
- 发表时间:2018-12-03
- 期刊:The EMBO journal
- 影响因子:--
- 作者:Wu Y;Zhao W;Liu Y;Tan X;Li X;Zou Q;Xiao Z;Xu H;Wang Y;Yang X
- 通讯作者:Yang X
The landscape of accessible chromatin in mammalian preimplantation embryos
哺乳动物植入前胚胎中可及染色质的景观
- DOI:10.1038/nature18606
- 发表时间:2016-06-30
- 期刊:NATURE
- 影响因子:64.8
- 作者:Wu, Jingyi;Huang, Bo;Xie, Wei
- 通讯作者:Xie, Wei
De novo annotation and characterization of the translatome with ribosome profiling data.
使用核糖体分析数据对翻译组进行从头注释和表征
- DOI:10.1093/nar/gky179
- 发表时间:2018-06-01
- 期刊:Nucleic acids research
- 影响因子:14.9
- 作者:Xiao Z;Huang R;Xing X;Chen Y;Deng H;Yang X
- 通讯作者:Yang X
Oncogenic Properties of NEAT1 in Prostate Cancer Cells Depend on the CDC5L-AGRN Transcriptional Regulation Circuit
NEAT1 在前列腺癌细胞中的致癌特性取决于 CDC5L-AGRN 转录调控电路。
- DOI:10.1158/0008-5472.can-18-0688
- 发表时间:2018-08-01
- 期刊:CANCER RESEARCH
- 影响因子:11.2
- 作者:Li, Xin;Wang, Xianteng;Yang, Xuerui
- 通讯作者:Yang, Xuerui
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其他文献
异向转录基因对的鉴定、调控及其功能
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- 发表时间:2014
- 期刊:材料热处理学报
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- 通讯作者:任凤章
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- 影响因子:--
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- 通讯作者:龙永强
BaSO4/TiO2 复合颗粒制备及其光
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:过程工程学报, 2005, 5, 66-69
- 影响因子:--
- 作者:陈桂光;骆广生*;杨雪瑞;孙
- 通讯作者:孙
其他文献
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