肝臟是人體內(nèi)重要的代謝器官，它的主要功能細(xì)胞是肝細(xì)胞。肝臟一旦受損，需要“新生”肝細(xì)胞才能完成功能修復(fù)。因此，肝臟疾病治療中尋找新生肝細(xì)胞的來源，是科學(xué)家們致力解決的問題。近日，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所)周斌研究組開發(fā)了一種可以長時(shí)間不間斷捕捉細(xì)胞增殖的新技術(shù)——ProTracer，并利用該技術(shù)發(fā)現(xiàn)了成體肝臟中新生肝細(xì)胞的來源。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間2月26日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
肝臟的基本單位是肝小葉，肝小葉中的肝細(xì)胞通過自我增殖產(chǎn)生新的肝細(xì)胞。每個肝小葉可以分為多個區(qū)域，這些區(qū)域中的肝細(xì)胞“不盡相同”，究竟哪一區(qū)域的肝細(xì)胞具有較強(qiáng)的增殖能力，科學(xué)家們還未找到準(zhǔn)確答案。
以往有關(guān)肝細(xì)胞來源的研究均是依賴單個分子標(biāo)記來追蹤肝臟中某一肝細(xì)胞亞群，再觀察這個亞群的擴(kuò)增情況，效率較低，猶如盲人摸象?！斑@種檢測細(xì)胞增殖的方法就像照相機(jī)，只‘拍下’某個時(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞增殖，無法對各類細(xì)胞的增殖做精準(zhǔn)區(qū)分。我們需要能長時(shí)間記錄又能精準(zhǔn)追蹤肝細(xì)胞增殖而不被其它細(xì)胞變化影響的‘錄像機(jī)’。”周斌說。
經(jīng)過近10年不懈努力，周斌研究組開發(fā)出了這種“錄像機(jī)”——ProTracer。它既可以長時(shí)間不間斷地追蹤細(xì)胞增殖，又可以精準(zhǔn)定位，只讓被鎖定目標(biāo)的“星群”發(fā)光，不必再在浩瀚的細(xì)胞增殖世界中找尋那一兩顆星星。在小鼠實(shí)驗(yàn)中，他們利用這項(xiàng)技術(shù)給增殖的肝細(xì)胞打上“唯一標(biāo)記”，經(jīng)過長達(dá)數(shù)周至數(shù)月的密切追蹤，最終發(fā)現(xiàn)，成體肝臟中新生肝細(xì)胞主要來源于肝小葉中間區(qū)域的肝細(xì)胞。
該研究通過全新的視角和技術(shù)手段，直觀展現(xiàn)了所有肝細(xì)胞類群的增殖情況，揭示了成體肝臟在生理穩(wěn)態(tài)和損傷再生過程中肝細(xì)胞的來源，為肝臟損傷修復(fù)再生研究開辟了新思路，為肝臟疾病的治療提供了新的理論基礎(chǔ)。新開發(fā)的ProTracer技術(shù)還可廣泛應(yīng)用于不同組織器官細(xì)胞增殖的檢測，為發(fā)育生物學(xué)、腫瘤學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究提供技術(shù)支撐。
這項(xiàng)研究工作得到了國內(nèi)外權(quán)威專家的高度評價(jià)。瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院Emma R. Anderssion教授在《科學(xué)》發(fā)表了題為“肝增殖的最佳區(qū)域”的亮點(diǎn)專評文章，評價(jià)該工作“開發(fā)了非常有趣新穎的追蹤細(xì)胞增殖的新技術(shù)——ProTracer，揭示了肝臟在生理穩(wěn)態(tài)和不同損傷狀態(tài)下肝細(xì)胞的來源”，并贊許了ProTracer技術(shù)的應(yīng)用前景，認(rèn)為“ProTracer提供了連續(xù)不斷地追蹤成年期較長時(shí)間(數(shù)月)內(nèi)成年細(xì)胞增殖的可能性，從而能夠鑒定出各種器官中增殖速率較慢的細(xì)胞和稀有干細(xì)胞，有可能揭示出以前未知的干細(xì)胞群”。來自中國肝癌科學(xué)中心的王紅陽院士評價(jià)該工作“另辟蹊徑，利用新技術(shù)直觀地、無偏見地尋找到新生肝細(xì)胞的來源，為肝再生的機(jī)制探索和肝臟疾病的臨床研究提供了新思路、新技術(shù)，為轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)”，同樣認(rèn)為“ProTracer技術(shù)具有廣泛的實(shí)用性，可以拓展到人體多種組織器官中有關(guān)細(xì)胞增殖、起源等的研究” 。
中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所)周斌研究組副研究員何靈娟博士(已就職西湖大學(xué))、博士后蒲文娟、博士研究生劉秀秀為該論文的共同第一作者，周斌研究員為該論文通訊作者。
原載于人民日報(bào)客戶端 2021年2月26日 上海頻道
作者：姜泓冰
