生物标记物的研究对于癌症等疾病的检测、监测和治疗至关重要。许多诊断和预后生物标志物已经在临床中使用，然而，需要新一代的新型生物标志物来更早地发现疾病，并提高检测的敏感性和特异性。

对于许多癌症，特别是血液(血液)癌症，DNA甲基化的检测和测量代表了一种有前途的生物标志物——例如，在基因组中被称为CpG岛的区域经常甲基化。然而，目前用于研究甲基化的许多工具都无法捕捉细胞间的差异性，局限于小样本或有技术限制。

研究人员最近的刊物详细介绍了一种新的高可信度方法来分析B细胞的甲基化。他们将甲基化分析方法与高通量单细胞多组学工作流程(Tapestri)相结合任务生物。188金宝搏备用采访了Anjali普拉丹他是Mission Bio产品管理高级副总裁，讨论这种DNA甲基化分析的新应用，以及它在揭示新的生物学见解和生物标志物方面的潜力，这些可能指导未来的癌症研究。

Sarah Whelan (SW):甲基化作为血液系统恶性肿瘤的生物标志物有多重要?例如，疾病检测、进展监测和治疗方法的开发?

安加里·普拉丹(美联社):DNA甲基化是一个关键的表观遗传玩家在一些最具侵袭性形式的造血肿瘤的异常起始、发展和进展中，如骨髓增生异常综合征(MDS)、骨髓增生性肿瘤(MPNs)、急性髓系白血病(AML)、t细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)和弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)，通常与其他表观遗传改变协同作用。它还有助于获得耐药性。

与其他表观遗传机制相比，DNA甲基化是稳定的，不容易受到随机噪声的影响，这使得这些基于甲基化的生物标志物非常适合在研究环境和临床应用中进行分析。在过去的十年中，在识别疾病特异性DNA甲基化特征以试图诊断和监测患者并制定个性化的治疗方案方面取得了重大进展。一类被称为DNA低甲基化剂(HMA)的药物，可以逆转DNA甲基化，现在被用作中高风险MDS和AML患者的标准护理疗法。

西南:你能简单解释一下什么是scTAM-seq以及它是如何工作的吗?

记者:scTAM-seq是一种在单细胞和单核苷酸分辨率下以高通量方式研究DNA甲基化动态的强大方法。该方法涉及使用甲基化敏感限制性内切酶(MSREs)选择性切割非甲基化识别位点，同时保留甲基化位点完整。

简单地说，分离的细胞被装载在Tapestri®平台上，在那里它们首先进行封装，形成包含蛋白酶的分离液滴，以允许访问基因组DNA。裂解物，包括现在无组蛋白的DNA，然后经历第二个封装步骤，其中内容物与MSRE，条形码珠，PCR引物(包含单个切割位点)和试剂合并，以专门针对基因组中的CpG位点。测序文库在任何Illumina下一代测序(NGS)平台上制备和测序，并在测序后作为相应的NGS reads报告。Tapestri的多组学能力允许研究者将scTAM-seq与体细胞突变和细胞表面标记物表达的同时分析结合起来。

图1:scTAM-seq工作流程概述。资料来源:Bianchi, A. et al.， Genome Biology (2022)

与其他甲基化分析技术相比，scTAM-seq方法有什么优势?

记者:传统上，评估DNA甲基化最常见的方法是通过全基因组批量测序。然而，从批量测序中获得的甲基化信号被平均掉了，从而掩盖了揭示与健康和疾病有关的甲基化特征的细胞间差异的能力。

最近，开发了几种单细胞甲基化方法，可以揭示这些特征细胞异质性研究。

全基因组单细胞方法，如亚硫酸氢盐测序，面临着独特的挑战。从技术上讲，全基因组甲基化数据很少，即使是深度测序的样本，基因组覆盖也相当有限。此外，亚硫酸氢盐转化可导致DNA降解，导致过多的样品损失。

使用MSREs的靶向单细胞方法被限制在每次实验的通量低于100个细胞，每个细胞被研究的CpGs低于60个，由于未甲基化CpGs的不完全消化，假阳性率很高。

为了解决目前单细胞DNA甲基化方法中存在的空白，利用Tapestri®的scTAM-seq由来自Renée Beekman博士和Lars Velten博士在西班牙巴塞罗那基因组调控中心(CRG)的实验室的一组研究人员开发。

与其他单细胞甲基化方法相比，这种方法有几个优点。首先，它是高通量的，可以直接分析多达10,000个细胞中650个生物相关的CpG位点。它还使DNA甲基化评估具有很高的准确性，实现中位数假阳性率低于0.2%，中位数假阴性率低至7%。scTAM-seq具有多组学功能，能够同时评估DNA甲基化(表观遗传学)、体细胞突变(基因型)和表面标记物表达(表型)，让研究人员获得肿瘤内克隆结构的令人难以置信的丰富图像。

斯蒂芬尼:这项技术如何促进了我们对DNA甲基化动力学的理解?

记者:在人类基因组的2800万个cpg中，相对较小的一个子集改变了它们的甲基化状态，并提供了细胞内发生的事情的信息。scTAM-seq促进了这些生物相关cpg的高分辨率、高可信度和高通量的评估，从而为了解正常生物学和疾病中DNA甲基化动态的影响提供了一个准确和经济有效的解决方案。

斯蒂芬尼:你认为这项技术会对未来的癌症诊断和治疗产生影响吗?如果有，怎么做?

记者:是的，绝对是。来自不同组织的肿瘤显示出独特的DNA甲基化变化模式——换句话说，甲基化标记因癌症类型而异。已经做出了重大努力，将大量的发现成果提炼为可管理数量的甲基化标记。scam -seq方法可以通过识别最相关的肿瘤特异性诊断和预后甲基化标记来帮助塑造癌症诊断的未来，其甲基化既针对肿瘤类型，又可提供肿瘤分期的信息。scTAM-seq还可以通过识别表观遗传药物的靶点、监测治疗效果和识别导致耐药性的改变来促进表观遗传药物的发现。

Anjali Pradhan接受了技术网络科学作家Sarah Whelan博士的采访。188金宝搏备用