近期，重点实验室袁若、卓颖教授课题组联合厦门大学杨朝勇教授在《Advanced Science》（IF 16.3）上在线发表了题为“Detachable DNA Assembly Module to Dissect Tumor Cells Heterogeneity via RNA Pinpoint Screening”的研究论文。

研究背景

目前，肿瘤异质性表现在多个方面，从个体患者或患者之间的细胞基因型到细胞表型，其中基因组异质性评估作为诊断基础主导着个性化治疗的方案制定。由于RNA在基因表达途径中执行转录、翻译和调控的基本功能，其异常表达与肿瘤的发生、发展和预后密切相关。因此，RNA表达的可靠评估对于肿瘤早期诊断和个性化治疗具有重要意义。现有的RNA检测技术主要聚焦于获取RNA的绝对浓度，然而某RNA家族中某一成员的绝对浓度难以全面反映肿瘤异质性，且存在较大的批间差异。与此相比，某一成员在整个RNA家族中的比例信息则提供了更全面的生物学信息和准确性。因此，实现某一RNA浓度及其在RNA家族中比例变化的多维信息，有助于更全面的揭示肿瘤发生发展的异质性。

研究内容

研究团队通过设计一个可拆卸的DNA组装模块，不仅实现从高度同源的microRNA（miRNA）家族中精确筛选特定的miRNA成员，还可以评估该成员在家族群体中的所占比例信息。利用机器学习算法发现，与仅基于目标miRNA绝对浓度的方法相比，结合获取的比例信息后，对多种肿瘤细胞的区分性能得到明显提升。

为了验证设计的可拆卸DNA组装模块的可靠性，研究人员首先进行胞外可行性分析。以高同源性let-7家族中let-7a为验证目标物，可拆卸DNA组装模块成功在let-7家族群体中精确筛选出let-7a，并进一步证明其具有评估不同let-7a比例样本方面的能力。随后，研究人员将该组装模块应用于肿瘤细胞分析。通过实验发现，正常乳腺上皮细胞（MCF-10A）与乳腺癌细胞（MCF-7）之间存在明显let-7a比例差异。此外，为了验证可拆卸DNA组装模块在分析不同细胞类型中的通用性，研究人员将其应用于分析let-7a在人胰腺导管上皮细胞（hTERT-HPNE）和胰腺癌细胞（PANC-1）中的表达。结果显示，hTERT-HPNE和胰腺癌症细胞之间的let-7a比例同样存在显著差异，证实了可拆卸DNA组装模块在肿瘤细胞中实现let-7a分析的通用性。

最后，研究人员为揭示DNA组装模块在多种肿瘤细胞鉴别中的应用潜力，执行了主成分分析（PCA）以区分不同细胞系。结果显示，通过将绝对浓度与比例信息联合分析后，对肿瘤细胞的区分能力得到明显提升，证实了可拆卸DNA组装模块在肿瘤细胞鉴别方面的优越性，这源于它们在相同样本量下比传统方法发现更多异质信息的能力。

研究意义

该团队通过设计可拆卸DNA组装模块，发现了多种肿瘤细胞间let-7a在let-7家族中所占比例存在明显差异，并进一步结合该比例信息实现高效细胞鉴别，为更加全面了解肿瘤细胞异质性提供新的视角。