將肝臟切掉2/3 還能再生,肝臟強(qiáng)大的修復(fù)功能令人驚嘆。但在醫(yī)學(xué)上,肝臟中哪個部分的增殖能力最強(qiáng)一直存在爭議,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)了一種可以長時間不間斷捕捉細(xì)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(xì)胞的來源。相關(guān)研究成果于北京時間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,每個肝小葉可以分為多個區(qū)域,這些區(qū)域中的肝細(xì)胞增殖能力是否存在差異?近年來,科學(xué)家們采用了各種方法來研究這一問題,但結(jié)論不盡相同。究其原因,是傳統(tǒng)分析方法存在局限性。
以往有關(guān)肝細(xì)胞來源的研究是依賴單個分子標(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。這種方法效率較低,且缺少對整個肝臟所有肝細(xì)胞增殖能力的分析,猶如盲人摸象,觀察的是事物的局部而非整體。若要準(zhǔn)確尋找到新生肝細(xì)胞的來源,需要在肝臟整體水平上檢測所有肝細(xì)胞的增殖情況。
傳統(tǒng)的細(xì)胞增殖檢測方法就像照相機(jī),只能拍攝一個瞬間,即檢測某個時間點(diǎn)的細(xì)胞增殖。但相比其他細(xì)胞,肝細(xì)胞增殖速度較慢,能夠獲取的肝細(xì)胞增殖信號非常微少甚至沒有,很容易被其他細(xì)胞的增殖信息淹沒。
早在2014年之前,周斌研究組為了回答心臟內(nèi)是否存在干細(xì)胞的問題,創(chuàng)新性地提出利用雙同源重組酶建立示蹤新技術(shù)。此后,他們建立并不斷發(fā)展基于雙同源重組酶的示蹤技術(shù),并解決了諸多重要的科學(xué)問題。近期,他們在以往技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了稱之為能夠捕捉細(xì)胞增殖的“錄像機(jī)”技術(shù)——ProTracer。這項(xiàng)技術(shù)既可以在長時間內(nèi)不間斷地追蹤細(xì)胞增殖,又可以精準(zhǔn)定位,追蹤某一特定細(xì)胞類群(如肝細(xì)胞)的細(xì)胞增殖,讓黑夜中只有被鎖定目標(biāo)的“星群”發(fā)光,而不是在滿天繁星中找尋其中的一兩顆。
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Pro?Tracer 技術(shù)具有長時間不間斷檢測細(xì)胞增殖的能力,可以特異性地標(biāo)記某種特定細(xì)胞譜系的細(xì)胞增殖,并且實(shí)現(xiàn)了不犧牲樣品直接活體檢測細(xì)胞增殖,從多個維度提高了細(xì)胞增殖檢測的能力和范圍。
來自國家肝癌科學(xué)中心的王紅陽院士評價該工作“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”,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”。
原載于《上??萍紙蟆?2021年2月26日 頭版
作者:劉禹