中科院建立新技術揭示細胞間相互作用

細胞是組成人體結構和功能的基本單元，細胞間相互作用對于個體生長發育和器官功能維持至關重要。如何在復雜的體內環境中精準且直觀地揭示細胞間相互作用是科學家們致力解決的技術難題。中國科學院分子細胞科學卓越創新中心科研團隊基于合成生物學結合遺傳學技術，開發了可以捕捉體內細胞間相互作用并能夠永久追蹤鄰近細胞的創新研究工具——鄰近細胞遺傳學技術，為發育生物學、腫瘤學等眾多領域的研究提供了強大技術支撐。該成果于北京時間12月2日在國際學術期刊《科學》發表。

體內細胞互作過程高度動態，用傳統研究細胞互作的方法難以捕獲。周斌研究員帶領團隊以小鼠為模型，歷時十年開發了鄰近細胞遺傳學技術，在多種組織中實現對相鄰細胞的精準定位和永久示蹤。

研究表明，體內細胞間的空間位置是動態變化的，細胞也會“搬家”，選擇新的“鄰居”和新的“生活環境”。科研團隊利用新開發的鄰近細胞遺傳學技術，發現心臟中的內皮細胞在早期胚胎發育過程中會遷移到肝臟。這些內皮細胞在肝臟組織的微環境影響下，會轉變成為肝臟特有的肝血竇內皮細胞。由此可見，細胞間的互作及所處環境對細胞命運和功能轉變至關重要。

細胞間的密切接觸還與各種疾病發生發展緊密相關。以腫瘤為例，在腫瘤發生過程中，腫瘤細胞招募周圍組織中的血管遷移至腫瘤，受到腫瘤環境影響，與正常血管相比具有顯著差異。研究人員利用鄰近細胞遺傳學技術，直觀展現了不同階段腫瘤細胞和血管內皮細胞間的動態相互作用，并通過長時程追蹤，首次發現腫瘤血管內皮細胞會遷移到腫瘤外包膜。這部分遷移到腫瘤外包膜的血管內皮細胞仍然具有典型的轉移和浸潤、促血管生成以及炎癥反應等特征，說明細胞進入新環境后，最初環境賦予細胞的影響可能仍然存在。

該研究通過全新的視角和技術手段，直觀展現了體內細胞間的動態相互作用。這一新技術突破了傳統示蹤技術的局限，實現了鄰近細胞的遺傳操作，為發育生物學、干細胞生物學、免疫學和腫瘤學等眾多領域研究提供了新的研究思路和強大技術支撐。