都知道，肝臟具有很強的再生能力。對受損的肝臟來說，“新生”肝細胞無異于救兵?？蛇@些“救兵”從哪兒冒出來，科學家們一度摸不著頭腦，究其原因，沒有趁手的觀察“武器”。牛年元宵，中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心(生物化學與細胞生物學研究所)周斌研究組就拿出了一項“?！背晒_發(fā)了一種可以長時間不間斷捕捉細胞增殖的新技術(shù)：ProTracer，利用該技術(shù)他們發(fā)現(xiàn)了成體肝臟中新生肝細胞的來源。這項成果在北京時間今天凌晨登上了國際頂尖學術(shù)期刊《科學》(Science)。

　　拒絕“盲人摸象”

　　肝臟是人體內(nèi)重要的代謝器官，它的主要功能細胞是肝細胞。肝臟一旦受損，需要“新生”肝細胞才能完成功能修復(fù)。肝臟的基本單位是肝小葉，肝小葉中的肝細胞通過自我增殖產(chǎn)生新的肝細胞。每個肝小葉可以分為多個區(qū)域，這些區(qū)域中的肝細胞“不盡相同”，可增值能力哪家強，科學家們各持己見，誰也沒法說服誰。值得一提的是，在《科學》125歲生日的時候，期刊推出了125個最前沿的科學問題，其中一條恰是“器官再生機制是什么?”

　　以往有關(guān)肝細胞來源的研究，都依賴單個分子標記，來追蹤肝臟中某一肝細胞亞群，再觀察這個亞群的擴增情況?！斑@就好像盲人摸象，觀察的是事物的局部而非整體?！敝鼙蟠虮确秸f。

　　自2011年歸國后，周斌長期耕耘于“細胞命運”領(lǐng)域的研究探索。去年，他還因在譜系示蹤技術(shù)方面的成果，被授予第二屆科學探索獎。

　　從照相機到攝像機

　　“傳統(tǒng)檢測細胞增殖的方法就像照相機，只能檢測某個時間點的細胞增殖，并且無法對各類細胞的增殖做精準區(qū)分?！敝鼙蠼榻B。肝細胞增殖速率較為緩慢，而肝臟中其他類型的細胞比如巨噬細胞和內(nèi)皮細胞發(fā)生增殖的速率又相對較快。利用傳統(tǒng)方法檢測細胞增殖，肝細胞增殖信號很容易被其他細胞增殖信息“屏蔽”。

　　課題組意識到，若要準確尋找到新生肝細胞的來源，需要在肝臟整體水平上檢測所有肝細胞的增殖情況，也就是讓“照相機”進化成長時程、不間斷“拍攝”，并且用信噪比和分辨率高的“攝像機”。

　　要完成這個“鳥槍換炮”的工程，課題組想，如果將同源重組過程中的可誘導性，變成持續(xù)性，整個系統(tǒng)依然可控，這個方法或許可行。在前期工作的基礎(chǔ)上，課題組開發(fā)了一種能夠捕捉細胞增殖的錄像機——ProTracer。這臺錄像機有點厲害，“待機”時間長——可以在長時間內(nèi)不間斷地追蹤細胞增殖，定位精度高——追蹤某一特定細胞類群的細胞增殖?！耙郧暗募夹g(shù)就像滿天繁星中尋找其中一兩顆，而ProTracer能讓目標細胞被打上聚光燈，成為‘夜空中最亮的仔’。”

　　新技術(shù)應(yīng)用前景廣

　　工欲善其事，必先利其器。有了趁手的“武器”，課題組在小鼠實驗中，利用這項技術(shù)，給增殖的肝細胞打上“唯一標記”，經(jīng)過長達數(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胞主要來源于肝小葉中間區(qū)域的肝細胞。

　　據(jù)介紹，這項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)。

　　而“新式武器”ProTracer技術(shù)長時間不間斷檢測和特異性標記的兩大優(yōu)勢，實現(xiàn)了不犧牲樣品直接活體檢測細胞增殖，從多個維度提高了細胞增殖檢測的能力和范圍，可以廣泛應(yīng)用于不同組織器官細胞增殖的檢測?！氨热缧募〖毎脑鲋常隗w外很容易觀察，有了這項技術(shù)，體內(nèi)促再生時，就能檢測到了?！贝送?，ProTracer還為發(fā)育生物學、腫瘤學、神經(jīng)科學和再生醫(yī)學等眾多領(lǐng)域的研究提供強大技術(shù)支撐。

　　這一研究成果也讓國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜屹澆唤^口。瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院艾瑪·安德森評價該工作“開發(fā)了非常有趣新穎的追蹤細胞增殖的新技術(shù)，揭示了肝臟在生理穩(wěn)態(tài)和不同損傷狀態(tài)下肝細胞的來源”。國家肝癌科學中心的王紅陽院士認為“ProTracer技術(shù)具有廣泛的實用性，可以拓展到人體多種組織器官中有關(guān)細胞增殖、起源等的研究” 。

　　原載于新民客戶端 2021年2月26日

　　作者：郜陽