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中科院周斌研究组利用ProTracer新技术发现新生肝细胞的来源

评论2021-03-01来源:严选细胞网

肝脏是人体内重要的代谢器官,它的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。所以肝脏疾病治疗中,寻找新生肝细胞的来源是科学家致力解决的问题。

近日,中国科学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。相关研究成果于北京时间2月26日发表于国际学术期刊《科学》。

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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”,究竟哪一区域的肝细胞具有较强的增殖能力,科学家们还未找到准确答案。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。若要准确寻找到新生肝细胞的来源,需要在肝脏整体水平上检测所有肝细胞的增殖情况。

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少,即便有也很容易被其他细胞的增殖信息淹没。

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周斌研究组开发的新技术ProTracer,则像一种能够捕捉细胞增殖的录像机,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的细胞增殖,让黑夜中只有被锁定目标的“星群”发光,而不是在满天繁星中找寻其中的一两颗。“它可以让我们在活体中看到细胞增殖动态变化过程;另外,因为所有能够发出荧光的信号都局限在肝细胞中,不被其他信号干扰,这极大提高了(检测)信噪比和分辨率。”周斌介绍。

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。周斌以新药研制为例:“比如我们在做心脏里面心肌细胞的增殖(检测时),如果一个药厂开发了一个药物,在体外很容易看到它促细胞增殖,但是你要证明一个药物在体内促细胞增殖,非常难。这是我们这个领域内的难点,如果有这项技术帮你更好地看清这个药物是否有效,在这个程度上讲,它非常有帮助。”

该研究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。更让生物化学家、李林院士称道的是,新开发的ProTracer技术为其他不同组织器官细胞增殖检测提供了更优的“科学工具”,有望推动发育生物学、肿瘤学、神经科学和再生医学等众多领域的基础研究和应用研究。他说:“生命科学的一些全新发现有赖于重要的技术方法的出现,我想,科学界广泛应用这项技术,可以发现过去可能藏在水面下的冰山,推动科学发展的进程。”

 





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