肿瘤异质性是指肿瘤细胞经过多次分裂和增殖后，子细胞在基因组、转录组、表观组等产生的差异，这些差异可能会导致肿瘤细胞在生长速度、侵袭能力、药物敏感性等方面有所不同。尽管肿瘤异质性在癌症中扮演了关键角色，但其分子机制仍有尚待明确的问题。 近日，南方科技大学联合华大生命科学研究院等，基于华大自主研发的DNBelab C4 平台的单细胞转录组(scRNA-seq)和单细胞染色质开放性测序(scATAC-seq)技术，分析了40个人类癌症细胞系，系统性地描绘了涵盖9个人类组织器官的单细胞转录和染色质开放图谱，揭示了癌症细胞系内的异质性，并探究了异质性产生的分子机制。成果在线发表于《自然通讯》(Nature communications)。

研究发现，属于同一细胞系的肿瘤细胞，存在潜在的异质性，且在细胞系扩增的过程中，单个细胞的转录组特征会发生动态变化。染色体拷贝数变异(基因组层面)和染色质开放水平的差异(表观基因组层面)是导致癌细胞产生异质性的主要原因。同时，研究团队构建了基于scATAC-seq数据推断染色质外环状DNA(ecDNA)的分析方法，发现ecDNA也能够通过影响拷贝数进而促进癌细胞的异质性。

此外，研究人员在追踪细胞系增殖过程中的转录本变化时，发现细胞处于低氧环境时，单个细胞内部的转录异质性也将被重塑。

本研究成果解析了肿瘤异质性及其潜在的分子机制，为研究肿瘤异质性的发生机制提供了新的角度，也为制定个体化治疗策略和解决癌症治疗的耐药性提供了新的思路和理论基础。

此外，研究团队整合相关数据构建了在线分析网站，开放给全球科研人员使用。

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