一种新的方法使用单细胞RNA测序来测量药物或基因扰动对几十个癌细胞系同时产生的影响。这使得科学家能够快速观察不同类型癌细胞在药物或基因调整后的基因活性变化。这些见解可以揭示特定药物如何在细胞中工作的新细节，并支持新的癌症疗法的发展。
这种被称为“混合seq”的方法建立在“棱镜”技术的基础上，“棱镜”技术是由布罗德研究所(Broad Institute)的癌症项目首创的。在这项技术中，研究人员用独特的DNA条形码标记数百个癌细胞株，将它们聚集在一起，让它们接受治疗，然后测量它们的丰度，以确定它们对药物的敏感性。MIX-Seq则使用细胞自身的遗传指纹来识别和跟踪细胞。MIX-Seq并不是简单地测量细胞活力，而是使用单细胞RNA测序，有效地同时从几十个癌细胞株中生成信息丰富的读数。
布罗德癌症依赖图谱项目和核心研究所成员Aviv Regev(休假)实验室的科学家们在《自然通讯》的一篇论文中描述了MIX-Seq。
“通过MIX-Seq，我们能够将汇集细胞的效率与RNA测序提供的颗粒级、单细胞级信息结合起来，”布罗德癌症项目数据科学副主任、该研究的第一作者之一詹姆斯·麦克法兰(James McFarland)说。“MIX-Seq的单细胞分辨率，结合这些细胞现有的数据宝库，让我们提出了我们无法回答的问题。”
序列中细胞的签名
在开发这种方法的过程中，研究小组证明了每一种细胞类型独特的单字母突变指纹，即SNPs，可以作为一个现成的跟踪细胞的系统。
在MIX-Seq中，研究人员将数十种类型的癌细胞培养在一起，将这些细胞暴露在药物或基因干扰下，然后读取单个细胞转录的RNA。他们利用RNA中独特的snp模式来追踪每个RNA转录本的来源细胞类型。RNA序列,基因从他们出现,还提供线索不同的癌细胞类型里发生的一切,当他们受药物的影响而改变或开启或关闭特定基因时,基因表达模式的改变可以显示细胞通路受到治疗的影响,揭示药物如何发挥其对细胞的影响。
作为这项工作的一部分，产生的数据包括30种不同治疗条件下200多个癌细胞的单细胞RNA测序测量。正如癌症数据科学博客所描述的那样，该团队已经公开了所有的数据。
为了证明该方法的实用性，研究人员展示了MIX-Seq的单细胞分辨率可以有效地测量细胞周期的变化，这可以支持抑制细胞分裂的癌症疗法的发展。该方法还揭示了癌细胞系中未被认识到的细胞异质性，可用于识别对治疗反应不同的细胞亚群。
此外，研究小组使用抗体标记在治疗后的不同时间点标记细胞。这使得他们能够将细胞集中到一个RNA序列中，有效地观察基因表达随时间的变化。
单细胞RNA测序也可用于评估患者肿瘤细胞的药物敏感性。标准的生存能力测定是在药物暴露几天后进行的，但是肿瘤细胞通常不能在培养皿中存活那么长时间。研究小组发现，早期基因表达的改变，即使是在个体细胞的小群体中测量，也能预测哪些细胞稍后会死于治疗，这表明混合seq可以帮助为直接和快速测量病人肿瘤的药物敏感性的测试铺平道路。
