2025年7月22日，北京大学第三医院普通外科付卫教授、周鑫副主任医师团队联合北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授课题组，在Protein & Cell上发表题为《单细胞分辨率系统解析人类结直肠癌全长RNA异构体特征》“Systematic characterization of full-length RNA isoforms in human colorectal cancer at single-cell resolution”的研究论文。

论文截图

结直肠癌（colorectal cancer, CRC）是全球高发的消化道恶性肿瘤，其发生发展过程伴随着复杂的转录组调控变化。RNA剪接（RNA splicing）作为驱动转录组复杂性并扩展蛋白质组多样性的核心机制，其调控异常已被广泛认为是结直肠癌的重要分子特征之一。

然而，当前针对结直肠癌的单细胞转录组研究多停留在以基因为单位的层面，缺乏对同一个基因发生的不同RNA异构体（isoform）表达特征、可变剪接调控模式及其导致的蛋白质氨基酸序列和功能改变的系统性研究。

该研究发现，结直肠癌发生过程中癌细胞的转录组复杂性与RNA异构体多样性普遍增加；结直肠癌发生过程中存在大量RNA异构体切换事件，广泛涉及编码序列与蛋白质结构域的改变，揭示其在功能多样性、肿瘤进展及临床分型中的潜在意义；揭示结直肠癌中体细胞突变的等位基因特异性表达模式及其对基因表达与剪接调控的潜在功能影响。

实验设计方案示意图

研究首次利用高精度单细胞转录组长读长测序技术，系统构建了高精度结直肠癌单细胞全长转录本异构体图谱，全面揭示了癌细胞中RNA剪接调控的多条理特征及其对蛋白质结构与功能的潜在影响。

研究不仅鉴定了数百种改变蛋白质氨基酸序列的RNA异构体切换（isoform switching）事件（同一个基因从编码一种蛋白质切换到编码序列有差别的另外一种蛋白质），还揭示了突变等位基因在单细胞中的表达优势，及其对基因表达和剪接调控的潜在功能影响。

本研究为解析结直肠癌的转录组可塑性及RNA剪接调控的治疗靶点提供了新视角，展现了单细胞转录组长读长测序技术在肿瘤异质性研究中的独特优势。

付卫、周鑫与汤富酬为该论文的共同通讯作者。北京大学生命科学博士后陆平和张雨博士为该论文的并列第一作者。