描述：中国科学院分子细胞科学卓越与创新中心研究员杨洋摄

新民晚报讯(记者高杨)细胞是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非常重要。如何准确直观地揭示复杂内环境下细胞间的相互作用，是科学家们致力于解决的技术难题。

分子细胞科学卓越与创新中心(中国科学院生物化学与细胞生物学研究所)周斌研究组将合成生物学与基因技术相结合，开发了一种创新的研究工具————邻近细胞遗传学技术，可以捕捉体内细胞之间的相互作用，并永久跟踪邻近细胞。它为发育生物学和肿瘤学等许多领域的研究提供了强有力的技术支持。该成果于今天上午在线发表于北京时间国际顶级学术期刊《科学》。

细胞“邻居”相互影响

“孟母三大运动”的故事家喻户晓，孟母多次搬家是为了给孩子选择一个好的教育环境。人在社会活动中不断受到周围环境的影响，细胞也是如此。据报道，细胞间通讯通常由蛋白质相互作用介导，如配体-受体相互作用和细胞外基质-受体相互作用。接受信号的细胞通过内源性受体触发下游信号转导，导致转录因子活性和基因表达的变化，调节细胞形态和功能特征，甚至决定细胞的命运。

在过去的30年里，科学家们利用现代遗传学方法，如遗传追踪、组织特异性基因敲除或过表达，来研究器官发育、组织再生和疾病发生发展的过程。然而，目前的基因技术基本上是在细胞或分子水平上针对特定的细胞，如何深入研究细胞之间的相互作用仍然面临很大的挑战。因此，迫切需要建立一种新的基因操作技术来监测和记录体内细胞之间的通讯，并分析相关细胞的功能和分子调控机制，这将极大地促进细胞生物学、遗传学和再生医学的发展。

新技术看到细胞“移动”的全过程

由研究员周斌领导的团队长期致力于小鼠基因技术的开发和应用。他们开发了相邻细胞遗传学技术，可以精确定位和永久追踪各种组织中的相邻细胞。

研究表明，细胞在体内的空间位置是动态变化的，细胞会“移动”，选择新的“邻居”和新的“生活环境”。周斌的研究小组利用新开发的相邻细胞遗传学技术发现，心脏内皮细胞在早期胚胎发育期间迁移到肝脏。在肝组织微环境的影响下，这些内皮细胞会转化为肝窦内皮细胞。因此，细胞与其生存环境之间的相互作用对细胞的命运和功能转化至关重要。

中科院分子细胞科学卓越创新中心

细胞之间的密切接触也与各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，肿瘤细胞募集周围组织中的血管向肿瘤内迁移，受肿瘤环境的影响，与正常血管有明显区别。利用相邻细胞遗传学技术，研究人员直观地展示了不同阶段肿瘤细胞与血管内皮细胞之间的动态相互作用，并通过长期追踪，首次发现肿瘤血管内皮细胞会迁移到肿瘤的外包膜。迁移到肿瘤外被膜的部分血管内皮细胞仍具有典型的转移浸润、促血管生成和炎症反应特征，表明细胞进入新环境后，初始环境对细胞的影响可能仍然存在，为肿瘤的研究和治疗奠定了一定的理论基础。

促进细胞相互作用领域的研究

“相邻细胞遗传标记技术可以反映细胞间的实时联系信息，提高分辨率

据遗传发育科学家、国家蛋白质科学中心(京)研究员杨晓介绍，这项研究建立了一套设计严密、简单、直观、可控的相邻细胞遗传技术，可以在单细胞水平上揭示相邻细胞的命运和调控机制。相邻细胞遗传学技术的建立，突破了传统遗传学方法只能针对细胞本身的局限，首次实现了活体跨细胞遗传学研究，是该领域的重大技术突破。这一研究成果具有广泛的适用性，必将推动细胞相互作用相关科学领域的探索。

中国科学院院士李林说，重大科学进展或发现通常与关键技术手段的创新和突破有关，能让科学家看得更清楚、更透彻。回国后，周斌研究员一直致力于示踪技术的创新，以打破原有技术的局限。事实上，周斌研究员去年刚刚开发了一种新的ProTracer技术，可以连续捕获细胞增殖，长度为时间，并发现了成人肝脏中新生肝细胞的来源。

"他对科学一直非常热情。"755-79000的主编李，既是的同事，又是他的好朋友。“当工具不够精确的时候，就会带来很多似是而非的问题。在这项成果中，周斌研究组实现了对细胞‘邻居’的精确标记，为相关领域带来了很好的研究工具。他希望将来能开发出更多更好的新技术。比如，它就像一种新技术，可以拍摄细胞迁移完整路径上的高清视频。未来，我们或许可以看到肿瘤细胞是如何一步步‘恶化’的。”

博士后张少华和中国科学院分子细胞科学卓越与创新中心副研究员赵桓博士是本文的共同第一作者，周斌研究员是本文的通讯作者。