Nature Methods | 何爱彬/舒绍坤团队合作开发单细胞药物基因组靶点检测新技术解析表观耐药机制发表时间：2024-07-22 17:29
导语 小分子药物与基因组的结合构成了广泛的疾病治疗的分子基础，包括传统药物和靶向治疗。尽管大量的小分子药物通过与基因组互作的效果在临床治疗中得到了充分验证，但许多的小分子具体机制仍不清楚，耐药产生机制也尚未可知。绘制靶向基因组或染色质相关蛋白的药物多组学图谱，对于解读它们在抗癌治疗中的功能与耐药复发机制至关重要。迄今为止，只有少数技术能够在大量细胞群体（bulk）水平测量小分子与细胞基因组的互作【1-3】，单细胞多组学水平解析小分子与基因组表观组互作尚未实现。因此，亟待开发高通量的、普适性的药物基因组结合的单细胞检测技术。 2024年7月18日，北京大学未来技术学院/北京大学-清华大学生命科学联合中心/北京大学肿瘤医院/北京大学成都前沿交叉生物技术研究院何爱彬团队与北京大学国际癌症研究院/北京大学肿瘤医院舒绍坤团队合作在Nature Methods杂志在线发表题为Single-cell EpiChem jointly measures drug-chromatin binding and multimodal epigenome的研究论文，报道了一种全新高通量的名为scEpiChem (Single Cell co-assay of Epigenome and small molecule Chemicals) 的单细胞药物多组学技术，这个方法能够同时在单细胞中捕获基因组药物靶标互作和多模态表观遗传状态，解析药物反应和功能异质性以及耐药分子机制。
何爱彬团队长期致力于单细胞表观多组学底层新技术研发，目前已建立一系列普适性、高精度的单细胞ChIP-seq技术（scitChIP、CoBATCH）与单细胞表观多组学技术（CoTECH、 uCoTargetX）【4-7】。scEpiChem通过使用多轮的组合标签（spilt & pool）和抗体-PAT T7 complex顺序切割的策略，实现了超高通量、简单易用的药物多组学检测技术，可以同时捕获百万个单细胞的基因组药物-靶点的结合和多模态表观遗传图谱（图1）。    1. Anders, L. et al. Genome-wide localization of small molecules. Nature Biotechnology 32, 92-96 (2014). 2. Tyler, D.S. et al. Click chemistry enables preclinical evaluation of targeted epigenetic therapies. Science 356, 1397-1401 (2017). 3. Yu, Z. et al. Chem-map profiles drug binding to chromatin in cells. Nature Biotechnology (2023). 4. Wang, Q. et al. CoBATCH for High-Throughput Single-Cell Epigenomic Profiling. Mol Cell 76, 206-216 e207 (2019). 5. Ai, S. et al. Profiling chromatin states using single-cell itChIP-seq. Nat Cell Biol 21, 1164-1172 (2019). 6. Xiong, H. et al. Single-cell joint detection of chromatin occupancy and transcriptome enables higher-dimensional epigenomic reconstructions. Nat Methods 18, 652-660 (2021). 7. Xiong, H. et al. Single-cell joint profiling of multiple epigenetic proteins and gene transcription. Sci Adv 10, eadi3664 (2024).
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