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景杰生物CUT&Tag技术进阶，临床样本应用 “尽在掌握”

景杰生物

2025/03/13

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肿瘤乳腺癌 HER2 动脉粥样硬化杭州景杰生物科技股份有限公司

临床样本研究和动物模型研究是医学研究中常用的两种实验方法，临床样本研究相对动物模型研究有以下优势：

直接反映疾病情况：临床样本直接来源于人类患者，能最真实地呈现人类疾病的发生、发展、症状表现、病理生理过程等各个方面。

利于临床应用和转化：临床样本研究可以直接观察药物在人体中的疗效和不良反应，为药物研发和临床治疗方案的制定提供最直接的依据。

伦理考量少：与动物模型研究相比，临床样本研究在伦理方面的争议相对较小。

虽然临床样本研究的好处众多，但是对于CUT&Tag应用来说，临床样本存在一定风险，因为临床样本常常需要冻存处理。虽然CUT&Tag具有信噪比高、起始量低等诸多优势，但其“细胞活率高”的要求大大限制了其在临床组织中的应用。

为克服这一难题，景杰生物针对传统CUT&Tag实验方法进行优化，在冻存临床组织上得到成功应用。

客户项目测试案例

项目情况

样本：乳腺癌 VS 癌旁组织（临床样本）
检测靶点：H3K18la (抗体货号：PTM-1427RM)
项目难点：临床样本冻存时间通常较长，可能存在细胞核形态不完整、正常染色质构象难以维持、目的蛋白/修饰从DNA上脱落等问题。

项目实验

提核质检

镜检结果显示，细胞核完整度高，背景杂质少。

图1 临床样本提核结果展示

建库结果

CUT&Tag文库片段长度呈梯度分布，表明实验过程中细胞染色质构象相对正常。

图2 临床样本H3K18la CUT&Tag建库跑胶图

生信分析

1、信号峰富集分析

癌组织由于Warburg效应往往积累较多乳酸，引起样本中乳酸化修饰丰度升高。H3K18la作为乳酸化修饰中研究最深入的组蛋白靶点，在本案例中也呈现出癌组织H3K18la修饰在TSS处的富集信号远高于对应癌旁组织信号，与预期结果一致。

图3 癌/癌旁组织H3K18la CUT&Tag信号峰富集分析

2、IGV结果展示

HER2是重要的乳腺癌标志物，在部分乳腺癌患者中会过度表达，促使癌细胞增殖与存活。本案例发现，两组样本中，癌组织HER2基因上H3K18la修饰富集显著高于癌旁组织，表明癌组织中的HER2高表达或受到H3K18la的调控。

图4 癌/癌旁组织H3K18la CUT&Tag在HER2处的富集情况

3、GO/KEGG分析

癌组织 VS 癌旁组织特异富集峰关联基因的KEGG分析显示大量与肿瘤密切相关的通路。

图5 癌组织特异富集峰KEGG分析气泡图

4、Motif 分析

癌组织 VS 癌旁组织特异富集峰所结合的DNA序列进行motif富集分析，发现癌组织特异富集峰中存在大量bZIP类转录因子富集（Top10 motif中9个为bZIP转录因子motif），且根据以往研究这些转录因子大多与肿瘤密切相关。后期研究方向：建议结合转录组数据、转录因子CUT&Tag、IP-MS等实验，研究转录因子与H3K18la的互作情况，探究两者调控关系。

图6 癌组织特异富集峰Motif富集

综上，临床样本测试项目从前期实验到后期分析的结果比较理想且符合科学逻辑，与动物样本实验结果类似。

临床样本CUT&Tag独有福利

景杰生物临床样本CUT&Tag的生信分析标准报告中相比其他样品，会新增以下两部分分析内容。

疾病富集分析

利用 CUT&Tag数据探究目的蛋白/修饰结合位点相关基因在疾病中的富集情况，将其基因集与疾病基因数据库比对、统计。若结合基因富集于肿瘤通路基因，提示目的蛋白/修饰在肿瘤进程中有重要作用，助于研究发病机制。

图7 疾病富集分析

药物靶点分析

利用CUT&Tag数据挖掘潜在的药物作用靶点。分析时，先锁定与疾病关联紧密的转录因子，再寻找能特异性调节该转录因子活性或其上下游信号通路分子的化合物。例如，若某转录因子在某种神经退行性疾病中过度激活，通过生信分析找到可抑制其活性且对机体其他正常生理功能影响小的小分子药物靶点，为开发新型靶向药物奠定基础，加速从基础研究到临床治疗的转化进程。

图8 药物靶点分析