细胞世界也有“孟母三迁”，它们会受到“邻居”的影响，甚至就此改变命运。由于细胞间相互作用是高度动态过程，传统技术对其难以捕获。一直以来，如何精准且直观地揭示细胞互作，是一道颇令人费解的科学难题。
12月2日，国际学术期刊《科学》发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周斌研究组的一项成果，他们首创了可以捕捉体内细胞互作并能够永久追踪邻近细胞的创新工具——邻近细胞遗传学技术，为发育生物学、肿瘤学等众多研究提供了强大技术支撑。
【历时十年，实现对“邻居”的精准定位和永久追踪】
细胞是组成人体结构和功能的基本单元，细胞间相互作用对于个体生长发育和器官功能维持至关重要。比如，免疫细胞与肿瘤细胞相互作用，可以*死肿瘤细胞。洞悉这一过程，可以更好地治疗肿瘤。又比如，如果弄清楚造血干细胞与微环境细胞互作原理，就可以在体外模拟造血微环境，实现干细胞扩增。
传统技术只能对细胞本身进行遗传操作，无法解析细胞之间相互作用。周斌研究员带领团队以小鼠为模型，历时十年开发了邻近细胞遗传学技术，他们利用人工合成信号通路，可以同时标记正在接触和曾经接触的细胞，实现了对相邻细胞的精准定位和永久追踪。
研究表明，细胞间的位置是动态变化的，细胞也会“搬家”，选择新的“邻居”和新的“生活环境”。周斌研究组利用新开发的邻近细胞遗传学技术，发现心脏中的内皮细胞在早期胚胎发育过程中会迁移到肝脏。有意思的是，周斌研究组曾在2016年开发了双同源*酶介导的谱系追踪技术，第一次发现这一现象。“这一次，不仅是用邻近细胞遗传学技术再次验证这一现象，而且发现这些内皮细胞在肝脏组织的微环境影响下，会转变成为肝脏特有的肝血窦内皮细胞。由此可见，细胞间的互作及所处环境对细胞命运至关重要。”周斌告诉解放日报·上观新闻记者。
细胞间的密切接触还与各种疾病发生发展紧密相关。比如，在肿瘤发生过程中，被肿瘤细胞招募的血管迁移至肿瘤，受到肿瘤环境影响，肿瘤血管与正常血管相比具有显著差异。研究人员利用邻近细胞遗传学技术，直观展现了不同阶段肿瘤细胞和血管内皮细胞间的动态相互作用，并通过长时程追踪，首次发现肿瘤血管内皮细胞会迁移到肿瘤外包膜。这部分迁移到肿瘤外包膜的血管内皮细胞仍然具有典型的转移和浸润、促血管生成以及炎症反应等特征，说明细胞进入新环境后，最初环境赋予细胞的影响可能仍然存在。
【首次实现了体内跨细胞的遗传学研究】
“十年磨一剑，这一次堪称是把‘倚天剑’。”中科院分子细胞卓越中心主任刘小龙说，这一原创成果将细胞追踪和遗传学研究提升到了一个新的维度，可以解决许多复杂的生命科学问题。
中科院院士李林说：“许多重要的科学发现，往往得益于一些关键技术的创新。诺奖就非常看重新技术，比如新冠病毒核酸检测背后的PCR技术。生命科学在分子细胞领域未来要有大的突破，必须要从定性到定量，从静态到动态，从延滞到实时，从离体到原位。周斌团队做出的这一工具鼠不得了，正是对生命现象做出的‘实时、定量、动态、原位’的描述，体现的是一种创造性思维，相信他还会不断地给我们带来惊喜。”
“起初，大家都觉得这一技术不太可行，或成功的可能性不是很大，但周老师一直鼓励我们坚持做下去。”作为该论文的共同第一作者，博士后张少华和副研究员赵欢回忆。
周斌（第二排右三）研究组
与科学家打交道，是《细胞研究》主编李党生的日常，在他看来，周斌是一位对科学非常具有激情的科学家。2010年归国后，周斌一直致力于“细胞命运”的基础研究，即细胞从哪里来、到哪里去。细胞之所以成为自己，不仅仅因为自己。但长期以来，对于细胞的研究视角基本上是单个的、独立的，不足以了解“细胞社会”。比如，肿瘤细胞究竟是怎么从好的细胞变成坏的细胞？要把这些基本问题弄清楚，传统方法不够精确，显得似是而非。“这就需要更清晰的工具，才会有更多原创成果出现，周斌团队的工作就提供了这样一个初步的工具。我认为，这也是未来生物学研究需要努力拓展的一个方向。”
国家蛋白质科学中心（北京）研究员杨晓认为，周斌团队这一成果突破了传统遗传学手段只能针对细胞自身的局限，首次实现了体内跨细胞的遗传学研究，是一项重大技术突破。
题图来源：周斌在做实验。文中图片由采访对象提供
来源：作者：黄海华
