異常細(xì)胞的起源一直不明確，理解細(xì)胞事件的精確時(shí)間（細(xì)胞從正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楫惓顟B(tài)）是發(fā)現(xiàn)變異細(xì)胞的發(fā)展過(guò)程的關(guān)鍵。

范德比爾特大學(xué)的科學(xué)家們?cè)诩?xì)胞與發(fā)育生物學(xué)教授Ken Lau和醫(yī)學(xué)教授Robert Coffey指導(dǎo)下的研究生Mirazul Islam的帶領(lǐng)下開(kāi)展了一項(xiàng)新研究，他們表明，有的異常細(xì)胞可能源自腸上皮中的多種正常細(xì)胞，而非單個(gè)細(xì)胞。

這項(xiàng)研究為如何擴(kuò)展這種方法來(lái)記錄細(xì)胞活動(dòng)的其他方面奠定了基礎(chǔ)（例如信號(hào)事件發(fā)生的時(shí)間）勞表示：“我們希望加入時(shí)間軸能促進(jìn)對(duì)組織發(fā)育的基本理解。”

研究小組開(kāi)發(fā)了一種精確的分子“時(shí)鐘”，以單細(xì)胞分辨率記錄細(xì)胞事件的時(shí)間。這項(xiàng)研究已發(fā)表在《Nature》雜志上，為解讀異常細(xì)胞的起源提供了重要線索。

在Islam和Lau的研究之前，研究人員通常利用自然發(fā)生的基因改變追蹤細(xì)胞變化的時(shí)機(jī)，但作者發(fā)現(xiàn)，這些方法盡管能推斷時(shí)間順序或克隆性，卻不夠精確。

為填補(bǔ)這一知識(shí)空白，Islam用CRISPR平臺(tái)創(chuàng)建了一種“基因條形碼”方法，以記錄體內(nèi)細(xì)胞事件的時(shí)間和克隆性。他在小鼠模型和患者細(xì)胞衍生模型中測(cè)試了這一方法。

借助范德比爾特大學(xué)醫(yī)療中心的強(qiáng)大患者資源和人類腫瘤圖譜網(wǎng)絡(luò)，他們收集了迄今為止最大的機(jī)體散發(fā)性息肉的多組學(xué)數(shù)據(jù)集，并揭示了異常細(xì)胞起源于多種健康細(xì)胞的獨(dú)立突變事件。

Coffey表示：“從構(gòu)思到執(zhí)行，Mirazul 推動(dòng)了整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展。”他補(bǔ)充道：“但我們無(wú)法完成這一工作，沒(méi)有我們的合作者，尤其是和劉奇的支持。”Mark Magnuson是Louise B. McGavock教授，也是分子生理學(xué)與生物物理學(xué)領(lǐng)域的專家，為團(tuán)隊(duì)提供了發(fā)育生物學(xué)的專業(yè)知識(shí)。劉教授及其團(tuán)隊(duì)則提供了生物信息學(xué)方面的支持。

Lau也展望了未來(lái)：“我們正在應(yīng)用這一方法，以了解再生過(guò)程中的克隆動(dòng)態(tài)，并識(shí)別具有干細(xì)胞潛力的新細(xì)胞種群。”

雜志：Nature

DOI：10.1038/s41586-024-07954-4