最新研究发现 细胞也会“孟母三迁”

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细胞是组成人体结构和功能的基本单元，细胞间的相互作用对于人体的生长发育和人体器官功能的维持起到了至关重要的作用。
如何在复杂的体内环境中精准、直观地揭示细胞间的相互作用，是科学家们致力解决的技术难题。
近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）研究员周斌课题组基于合成生物学结合遗传学技术，开发了可以捕捉体内细胞间相互作用并能够永久追踪邻近细胞的创新研究工具——邻近细胞遗传学技术，为发育生物学、肿瘤学等众多领域的研究提供了强大技术支撑。该成果近日发表于国际学术期刊《科学》。
“孟母三迁”的故事家喻户晓。人们在社会活动中不断受到周围环境的影响，而细胞也是如此。人体内细胞间的相互作用过程高度动态，用研究细胞相互作用的传统方法难以捕获并研究。周斌带领团队以小鼠作为模型，历经10年开发了邻近细胞遗传学技术，实现了对多种组织中相邻细胞的精准定位和永久示踪。
此次研究表明，体内细胞间的空间位置是动态变化的，细胞也会“搬家”，选择新的“邻居”和新的“生活环境”。周斌课题组利用新开发的邻近细胞遗传学技术，发现心脏中的内皮细胞在早期胚胎发育过程中就会迁移到肝脏。在肝脏组织的微环境影响下，这些心脏中的内皮细胞会转变成为肝脏中特有的肝血窦内皮细胞。由此可见，细胞间的相互作用过程及细胞所处的环境对细胞的功能转变起到了相当重要的作用。
细胞间的相互作用过程等密切接触还与各种疾病发生、发展紧密相关。以肿瘤这一疾病为例，在肿瘤发生过程中，周围组织中的血管会迁移至肿瘤。受到肿瘤环境影响，这些血管与一般环境下的正常血管相比，具有显著的差异。此次研究中，周斌课题组研究人员利用邻近细胞遗传学技术，直观展现了不同阶段肿瘤细胞和血管内皮细胞间的动态相互作用过程，并通过长时程追踪，首次发现肿瘤血管内皮细胞会迁移到肿瘤外包膜。这些迁移到肿瘤外包膜的肿瘤血管内皮细胞仍然具有典型的转移和浸润、促使血管生成以及炎症反应等相关特征。这说明在细胞进入新环境后，最初的环境对细胞产生的影响可能仍然存在，并未立即消失。
此次研究通过全新的视角和技术手段，直观地展现了体内细胞间的动态相互作用过程。此次研究中运用的新技术，突破了传统示踪技术的局限，实现了邻近细胞的遗传操作，为发育生物学、干细胞生物学等领域的研究提供了新的研究思路与技术支撑。