細(xì)胞是組成人體結(jié)構(gòu)和功能的基本單元，細(xì)胞間的相互作用對于人體的生長發(fā)育和人體器官功能的維持起到了至關(guān)重要的作用。

　　如何在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境中精準(zhǔn)、直觀地揭示細(xì)胞間的相互作用，是科學(xué)家們致力解決的技術(shù)難題。

　　近日，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所)研究員周斌課題組基于合成生物學(xué)結(jié)合遺傳學(xué)技術(shù)，開發(fā)了可以捕捉體內(nèi)細(xì)胞間相互作用并能夠永久追蹤?quán)徑��?xì)胞的創(chuàng)新研究工具——鄰近細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)，為發(fā)育生物學(xué)、腫瘤學(xué)等眾多領(lǐng)域的研究提供了強(qiáng)大技術(shù)支撐。該成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

　　“孟母三遷”的故事家喻戶曉。人們在社會活動(dòng)中不斷受到周圍環(huán)境的影響，而細(xì)胞也是如此。人體內(nèi)細(xì)胞間的相互作用過程高度動(dòng)態(tài)，用研究細(xì)胞相互作用的傳統(tǒng)方法難以捕獲并研究。周斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以小鼠作為模型，歷經(jīng)10年開發(fā)了鄰近細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對多種組織中相鄰細(xì)胞的精準(zhǔn)定位和永久示蹤。

　　此次研究表明，體內(nèi)細(xì)胞間的空間位置是動(dòng)態(tài)變化的，細(xì)胞也會“搬家”，選擇新的“鄰居”和新的“生活環(huán)境”。周斌課題組利用新開發(fā)的鄰近細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)心臟中的內(nèi)皮細(xì)胞在早期胚胎發(fā)育過程中就會遷移到肝臟。在肝臟組織的微環(huán)境影響下，這些心臟中的內(nèi)皮細(xì)胞會轉(zhuǎn)變成為肝臟中特有的肝血竇內(nèi)皮細(xì)胞。由此可見，細(xì)胞間的相互作用過程及細(xì)胞所處的環(huán)境對細(xì)胞的功能轉(zhuǎn)變起到了相當(dāng)重要的作用。

　　細(xì)胞間的相互作用過程等密切接觸還與各種疾病發(fā)生、發(fā)展緊密相關(guān)。以腫瘤這一疾病為例，在腫瘤發(fā)生過程中，周圍組織中的血管會遷移至腫瘤。受到腫瘤環(huán)境影響，這些血管與一般環(huán)境下的正常血管相比，具有顯著的差異。此次研究中，周斌課題組研究人員利用鄰近細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)，直觀展現(xiàn)了不同階段腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)相互作用過程，并通過長時(shí)程追蹤，首次發(fā)現(xiàn)腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞會遷移到腫瘤外包膜。這些遷移到腫瘤外包膜的腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞仍然具有典型的轉(zhuǎn)移和浸潤、促使血管生成以及炎癥反應(yīng)等相關(guān)特征。這說明在細(xì)胞進(jìn)入新環(huán)境后，最初的環(huán)境對細(xì)胞產(chǎn)生的影響可能仍然存在，并未立即消失。

　　此次研究通過全新的視角和技術(shù)手段，直觀地展現(xiàn)了體內(nèi)細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)相互作用過程。此次研究中運(yùn)用的新技術(shù)，突破了傳統(tǒng)示蹤技術(shù)的局限，實(shí)現(xiàn)了鄰近細(xì)胞的遺傳操作，為發(fā)育生物學(xué)、干細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域的研究提供了新的研究思路與技術(shù)支撐。