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背景 乳腺癌干细胞(breast cancer stem cells,BCSCs)被认为是导致癌症复发和耐药性的主要原因.了解BCSCs的特征将可能为乳腺癌的治疗开辟新径.虽然在BCSCs的表型方面已取得了一些进展,但目前对于BCSCs起源的关键因素尚不清楚.本研究旨在确定基因组突变是否有助于癌症干细胞样表型的获得,并探讨BCSCs的遗传和转录特征.方法 我们采用全基因组测序的方法对亲本和衍生的癌细胞以BCSCs递增的顺序检测潜在的BCSC表型相关突变热点区域,然后在多细胞和单细胞水平进行靶向深度DNA测序.为了鉴定BCSCs相关的转录过程,进行了多细胞和单细胞RNA测序.结果 通过多细胞的全基因组测序,检测了潜在的BCSCs表型相关的突变热点区域.在多细胞和单细胞水平上通过靶向深度DNA测序验证,未发现与BCSC表型特异性相关的遗传变异.此外,单细胞RNA测序结果显示,在单细胞水平上,癌细胞显示出显著的具有BSCSs特征的转录组变异.值得注意的是,该转录组变异富集于被认为是BCSCs标志物的74个基因的转录过程.这些BCSCs标志物在具有高复发风险的乳腺癌患者中的表达水平显著高于其在低复发风险的乳腺癌患者中的表达水平,表明这些BCSCs标志物具有预测乳腺癌预后的临床意义.结论 转录组变异而非基因突变可用来区分BCSCs与非BCSCs.本研究鉴定出的74种BCSCs标志物可能成为乳腺癌治疗的新靶点.