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科学家利用新技术发现新生肝细胞来源

来源:中国科学报 黄辛 访问:133 时间:2021-02-26
  近日,中科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)周斌研究组开发了一种可以长时间不间断捕捉细胞增殖的新技术——ProTracer,利用该技术他们发现了成体肝脏中新生肝细胞的来源。相关研究成果2月26日发表于《科学》。

  肝脏是人体内重要的代谢器官,主要功能细胞是肝细胞。肝脏一旦受损,需要“新生”肝细胞才能完成功能修复。因此,肝脏疾病治疗中寻找新生肝细胞的来源是科学家致力解决的问题。

  肝脏的基本单位是肝小叶,肝小叶中的肝细胞通过自我增殖产生新的肝细胞。每个肝小叶可以分为多个区域,这些区域中的肝细胞“不尽相同”,了解哪一区域的肝细胞具有较强的增殖能力,非常必要。

  以往有关肝细胞来源的研究均是依赖单个分子标记来追踪肝脏中某一肝细胞亚群,再观察这个亚群的扩增情况。这种方法效率较低,且缺少对整个肝脏所有肝细胞增殖能力的分析,犹如盲人摸象,观察的是事物的局部而非整体。

  传统检测细胞增殖的方法就像照相机,只能拍摄一个瞬间,即检测某个时间点的细胞增殖,并且无法对各类细胞的增殖做精准区分。肝细胞增殖速率较为缓慢,而肝脏中其他类型的细胞比如巨噬细胞和内皮细胞发生增殖的速率又相对较快。利用传统方法检测细胞增殖,在某一时间点内能够获取的肝细胞增殖信号非常微弱甚至没有,即便有也很容易被其他细胞的增殖信息淹没。

  周斌研究组开发了一种能够捕捉细胞增殖的录像机——ProTracer,既可以在长时间内不间断地追踪细胞增殖,又可以精准定位,追踪某一特定细胞类群(如肝细胞)的细胞增殖,让“黑夜”中只有被锁定的目标“星群”发光,而不是在满天繁星中找寻其中的一两颗。在小鼠实验中,他们利用这项技术,给增殖的肝细胞打上“唯一标记”,经过长达数周至数月的“密切”追踪,最终发现成体肝脏中新生肝细胞主要来源于肝小叶中间区域的肝细胞。

  “这项研究通过全新的视角和技术手段,直观展现了所有肝细胞类群的增殖情况,揭示了成体肝脏在生理稳态和损伤再生过程中肝细胞的来源,为肝脏损伤修复再生研究开辟了新思路,为肝脏疾病的治疗提供了新的理论基础。”周斌告诉《中国科学报》,新开发的ProTracer技术实现了不牺牲样品直接活体检测细胞增殖,从多个维度提高了细胞增殖检测的能力和范围,可以广泛应用于不同组织器官细胞增殖的检测,为发育生物学、肿瘤学、神经科学和再生医学等众多领域的研究提供强大技术支撑。

  据悉,该工作得到了国内外专家的高度评价。其中,中国工程院院士、国家肝癌科学中心主任王红阳评价该工作“另辟蹊径,利用新技术直观地、无偏见地寻找到新生肝细胞的来源,为肝再生的机制探索和肝脏疾病的临床研究提供了新思路、新技术,为转化应用研究奠定了扎实基础”。她认为“ProTracer技术具有广泛的实用性,可以拓展到人体多种组织器官中有关细胞增殖、起源等的研究” 。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abc43

(原载于《中国科学报》 2021-02-26 第1版)

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