低异质性线粒体DNA突变提高了人类细胞克隆重建的准确性

重建人体细胞之间的克隆关系，对于理解发育、衰老和疾病至关重要。体细胞线粒体DNA（mtDNA）突变可作为内源性单细胞条形码，与细胞状态谱共同测量；然而，谱系追踪传统上主要聚焦于高异质性水平变异，这类变异更易检测，但数量较少，且可能受选择作用影响。更为丰富的低异质性水平变异是否编码了真实的谱系信息，尚未依据独立的克隆参照进行检验。我们利用人类造血细胞的慢病毒条形码建立真实克隆身份，结果表明，在进行严格的分子水平错误过滤后，每个细胞异质性水平低于10%的突变检出约占所有具有谱系信息检出的半数。与采用>10%阈值相比，保留完整的异质性水平谱可使克隆分配的精确率-召回率曲线下面积提高约一倍；而由单分子支持的检出在整体保留时也提高了恢复率。这些发现确立了低异质性水平mtDNA突变是丰富且真实的克隆历史记录，在无需基因工程的情况下，显著扩展了人体组织中可实现的克隆分辨率。

重建人类细胞之间的克隆关系，对于理解发育、衰老和疾病至关重要。体细胞线粒体DNA（mtDNA）突变可作为内源性的单细胞条形码，与细胞状态谱同时测量；然而，谱系追踪传统上主要关注高异质性水平变异，这类变异更易检测，但数量较少，且可能受到选择作用的影响。更为丰富的低异质性水平变异是否编码真实的谱系信息，尚未通过独立的克隆参照进行检验。我们利用人类造血细胞的慢病毒条形码标记来建立具有真实值的克隆身份，结果表明，在经过严格的分子层面错误过滤后，每个细胞异质性水平低于10%的突变判定约占所有具有谱系信息判定的一半。相较于采用大于10%阈值的截断，保留完整的异质性水平谱使克隆分配的精确率-召回率曲线下面积约增加了一倍，而由单分子支持的判定在整体保留时也提高了恢复率。这些发现确立了低异质性水平mtDNA突变是丰富且真实的克隆历史记录，在无需基因工程操作的情况下，显著扩展了人类组织中可实现的克隆分辨率。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.17.745291v1?rss=1

🏷️ 线粒体DNA突变 低异质性 克隆重建 谱系追踪 单细胞条形码 造血细胞