循环肿瘤细胞（CTC）是从肿瘤原发灶或者转移灶中脱离进入到血液循环系统中并在外周血中游离的肿瘤细胞。近几年的研究表明,CTC中不同基因表达情况对肿瘤转移和复发具有重要的意义,然而目前的研究仅局限在对单个癌症类型的基因表达中。不同肿瘤类型的CTC有其独有的特征,同时也具有共性。因此,在泛癌层面分析并识别肿瘤特异性特征和共同特征可能对肿瘤的诊断和检测具有重要意义。另外,目前高通量测序技术为人们研究CTC提供了大量的转录组测序数据,然而目前缺乏统一的平台系统性的整合这些数据,导致研究者和临床医生很难对其进行有效的获取和利用。为了解决这些问题,首先,我们整合了最近发表的CTC转录组数据,在泛癌水平综合分析了6种肿瘤类型中CTC与原发肿瘤的表达差异,系统的比较了CTC和原发灶的共性和特异性,并找到了72个在不同肿瘤类型CTC中都高表达的基因,将其定义为CTC-基因,详细分析了其功能,并且根据CTC转录组的表达情况构建了一个分类器用来预测未知原发部位转移肿瘤的原发灶。然后,我们又将目前能够搜集到的CTC转录组数据集采用统一的方法进行分析,构建了人类首个CTC基因表达数据库ctc Rbase（http://www.origingene.cn/database/ctc Rbase/index.html）;同时引入了原发灶和转移灶的表达数据,为研究人员提供了一个用户友好型的且易于访问的数据搜索平台。除此之外,我们考虑到越来越多的证据支持表观遗传学尤其是DNA甲基化对肿瘤的发生和转移起着重要的调控作用,因此阐明CTC的DNA甲基化图谱对于理解肿瘤的转移机制也十分重要。但是,由于缺乏适当的富集分离技术,导致CTC的DNA甲基化变化情况仍然是一个谜。因此,为了在单碱基分辨率下更好的理解CTC的全基因组甲基化图谱,我们搭建了激光捕获显微切割结合单细胞全基因组甲基化测序（LCM-sc WGBS）的工作流程:首先采用LCM方法进行CTC的分离,然后采用sc WGBS的方法生成CTC的全基因组甲基化数据。在验证了该工作流程有效性的基础上,我们首先系统的分析了肺癌CTC的表观遗传学状态并绘制了CTC的甲基化图谱;随后进一步比较了CTC与原发灶以及癌旁组织的甲基化水平,描绘了癌旁组织、原发肿瘤以及CTC中甲基化的动态变化过程,以阐明CTC在传播和转移过程中的机制并促进肿瘤生物标志物的开发。综上所述,我们分别在全转录组水平和全基因组甲基化水平两个方面对CTC进行了系统的分析。这些工作将为CTC的研究提供有效的数据支持和技术手段,从而促进肿瘤转移机制的研究,为防止肿瘤转移提供有效的靶点。