中国科学院分子细胞科学卓越创新中心科研团队基于合成生物学结合遗传学技术

细胞是构成人体结构和功能的基本单位。 细胞之间的相互作用对于个体的生长发育和器官功能的维持至关重要。 如何准确、直观地揭示体内复杂环境中细胞与细胞的相互作用，是科学家们致力于解决的技术难题。 基于合成生物学与基因技术相结合，中国科学院分子细胞科学卓越中心科研团队研发出一种创新研究工具，可以捕获体内细胞之间的相互作用并永久追踪邻近细胞——邻近细胞细胞遗传学技术，为发育生物学提供了新的机遇。 为肿瘤学、肿瘤学等多个领域的研究提供了强有力的技术支撑。 该成果于北京时间12月2日发表在国际学术期刊《科学》上。

体内细胞相互作用的过程是高度动态的，并且很难使用研究细胞相互作用的传统方法来捕获。 周斌研究员带领团队以小鼠为模型，花费十年时间研发邻近细胞遗传学技术，实现多种组织中邻近细胞的精准定位和永久示踪。

研究表明，体内细胞之间的空间位置是动态变化的，细胞也会“移动”，选择新的“邻居”和新的“生存环境”。 利用新开发的邻近细胞遗传学技术，科学团队发现心脏的内皮细胞在早期胚胎发育过程中迁移到肝脏。 在肝组织微环境的影响下，这些内皮细胞会转化为肝脏特有的肝窦内皮细胞。 可见，细胞与其环境的相互作用对于细胞命运和功能的转变至关重要。

细胞之间的密切联系也与多种疾病的发生、发展密切相关。 以肿瘤为例，在肿瘤发生过程中，肿瘤细胞招募周围组织的血管向肿瘤迁移。 它们受到肿瘤环境的影响，与正常血管有显着不同。 研究人员利用邻近细胞遗传学技术直观地展示了肿瘤细胞与血管内皮细胞在不同阶段的动态相互作用。 通过长期跟踪，他们首次发现肿瘤血管内皮细胞迁移至肿瘤外被膜。 这些迁移至肿瘤外被膜的血管内皮细胞仍具有转移浸润、促进血管生成、炎症反应等典型特征，说明细胞进入新环境后细胞的作用，初始环境对细胞的影响可能仍然存在。

这项研究通过新的视角和技术手段直观地展示了体内细胞之间的动态相互作用。 这项新技术突破了传统示踪技术的局限性，实现了对邻近细胞的基因操控，为发育生物学、干细胞生物学、免疫学、肿瘤学等多个领域的研究提供了新的研究思路和强有力的技术支撑。

（央视记者 帅俊全 楚尔佳）