8月3日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 npj Regenerative Medicine在線發(fā)表了周斌研究組的最新研究“Functional ProTracer identifies patterns of cell proliferation in tissues and underlying regulatory mechanisms”。該研究在先前增殖追蹤系統(tǒng)ProTracer的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，構(gòu)建了一種可以在體內(nèi)組織中特異性追蹤細(xì)胞增殖，同時(shí)利用基因敲除工具鼠揭示具體細(xì)胞類型增殖調(diào)控機(jī)制的新系統(tǒng)，將其命名為functional ProTracer，簡(jiǎn)稱fProTracer。
細(xì)胞增殖是組織器官發(fā)育生長(zhǎng)以及應(yīng)對(duì)損傷進(jìn)行修復(fù)的基礎(chǔ)，了解細(xì)胞增殖是了解組織器官穩(wěn)態(tài)及再生的基礎(chǔ)。此前建立的體內(nèi)增殖檢測(cè)工具ProTracer可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)程不間斷的細(xì)胞類型特異增殖示蹤，突破了經(jīng)典的細(xì)胞增殖檢測(cè)方法在體內(nèi)檢測(cè)特定細(xì)胞類型增殖時(shí)遇到的技術(shù)瓶頸。借助此工具可以發(fā)現(xiàn)一些獨(dú)特的增殖現(xiàn)象，比如肝臟中新生的肝細(xì)胞主要來(lái)源于肝小葉的Zone2。但是由于ProTracer系統(tǒng)由Dre同源重組酶開(kāi)啟，研究人員在進(jìn)一步研究調(diào)控這些增殖表型的具體機(jī)制時(shí)無(wú)法利用現(xiàn)有的flox基因敲除小鼠品系進(jìn)行深入探究。反之，如果在flox基因敲除鼠干擾內(nèi)源基因之后利用經(jīng)典的細(xì)胞增殖檢測(cè)方法則無(wú)法做到長(zhǎng)時(shí)間、細(xì)胞類型特異性增殖捕捉。研究人員意識(shí)到需要構(gòu)建一種新的增殖檢測(cè)工具，該工具需要可以同時(shí)做到體內(nèi)細(xì)胞類型特異的增殖檢測(cè)與利用豐富的flox基因敲除小鼠品系進(jìn)行基因干擾。
為了解決以上問(wèn)題，研究人員建立了由Cre同源重組酶開(kāi)啟的ProTracer系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在捕捉細(xì)胞增殖的同時(shí)利用flox基因敲除小鼠進(jìn)行基因功能對(duì)細(xì)胞增殖影響的研究，這套系統(tǒng)也因此又被稱為functional ProTracer，簡(jiǎn)稱fProTracer。
研究人員首先利用fProTracer系統(tǒng)去檢測(cè)肝臟中肝細(xì)胞的新生來(lái)源，他們發(fā)現(xiàn)新生肝細(xì)胞來(lái)源于zone2，新舊系統(tǒng)捕捉到的結(jié)果一致也印證了新系統(tǒng)的可靠性。隨后研究人員還利用fProTracer研究了成體乳腺導(dǎo)管中基底細(xì)胞的增殖，他們發(fā)現(xiàn)成體穩(wěn)態(tài)下導(dǎo)管基底細(xì)胞主要來(lái)源于導(dǎo)管尖端的頂端細(xì)胞（Tip cell）。借助β-catenin-flox基因敲除小鼠與fProTracer小鼠，研究人員發(fā)現(xiàn)WNT信號(hào)通路在導(dǎo)管基底細(xì)胞的增殖中起到重要作用。此外，研究人員還研究了淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。他們以腸系膜為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)新生的淋巴管內(nèi)皮不是均勻分布在淋巴管中，而是傾向于分布在瓣膜區(qū)域。利用fProTracer系統(tǒng)進(jìn)一步研究這種區(qū)域性淋巴管內(nèi)皮新生的調(diào)控機(jī)制，研究人員發(fā)現(xiàn)不同的信號(hào)通路在其中起著不同的調(diào)控作用。VEGFR3作為經(jīng)典的內(nèi)皮調(diào)控信號(hào)，對(duì)于收集管與瓣膜淋巴管內(nèi)皮的增殖都有重要作用。與其不同，Piezo1作為機(jī)械力感知的離子通道主要與瓣膜處的淋巴內(nèi)皮增殖相關(guān)，而與其他區(qū)域比如收集管處淋巴內(nèi)皮的增殖相關(guān)性較小。
綜上，研究人員以不同的細(xì)胞類型為例，系統(tǒng)性地論述了新的基因功能分析型增殖示蹤系統(tǒng)fProTracer的可使用性，初步探討了一些經(jīng)典信號(hào)通路對(duì)上皮細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的體內(nèi)增殖調(diào)控影響。
分子細(xì)胞卓越中心周斌研究組博士后劉秀秀、韓茂瑩、博士生翁文棟、煙臺(tái)新藥創(chuàng)制山東省實(shí)驗(yàn)室／中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所李燕研究員為該論文共同第一作者，分子細(xì)胞卓越中心周斌研究員為該論文通訊作者。感謝分子細(xì)胞卓越中心動(dòng)物平臺(tái)和細(xì)胞平臺(tái)的大力支持，感謝中國(guó)科學(xué)院、基金委、科技部、上海市科委等部門以及新基石科學(xué)基金的經(jīng)費(fèi)支持。
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