近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周斌研究组在npj Regenerative Medicine上，在线发表了题为Functional ProTracer identifies patterns of cell proliferation in tissues and underlying regulatory mechanisms的最新研究成果。该研究改进并优化了先前工作的增殖追踪系统ProTracer，构建了可在体内组织中特异性追踪细胞增殖，同时，利用基因敲除工具鼠揭示了具体细胞类型增殖调控机制的新系统，并命名为functional ProTracer（简称fProTracer）。细胞增殖是组织器官发育生长以及应对损伤修复的基础。探索细胞增殖是剖析组织器官稳态及再生的基础。先前工作建立的体内增殖检测工具ProTracer，可实现长时程不间断的细胞类型特异增殖示踪，突破了经典的细胞增殖检测方法在体内检测特定细胞类型增殖时遇到的技术瓶颈。借助此工具，科研人员发现一些独特的增殖现象，例如肝脏中新生的肝细胞主要来源于肝小叶的Zone2。而由于ProTracer系统由Dre同源重组酶开启，科研人员在调控这些增殖表型的具体机制时，无法利用现有的flox基因敲除小鼠品系深入探究。反之，如果在flox基因敲除鼠干扰内源基因之后利用经典的细胞增殖检测方法，则无法做到长时间、细胞类型特异性增殖捕捉。因此，研究需要构建新的增殖检测工具。该工具需要同时做到体内细胞类型特异的增殖检测与利用丰富的flox基因敲除小鼠品系进行基因干扰。该研究建立了由Cre同源重组酶开启的ProTracer系统。该系统可在捕捉细胞增殖的同时利用flox基因敲除小鼠进行基因功能对细胞增殖影响的研究。该工作利用fProTracer系统检测肝脏中肝细胞的新生来源发现新生肝细胞来源于zone2。新旧系统捕捉到的一致结果印证了新系统的可靠性。进一步，科研人员运用fProTracer研究成体乳腺导管中基底细胞的增殖发现，成体稳态下导管基底细胞主要来源于导管尖端的顶端细胞（Tip cell）。该研究借助β-catenin-flox基因敲除小鼠与fProTracer小鼠发现，WNT信号通路在导管基底细胞的增殖中具有重要作用。此外，科研人员还研究了淋巴管内皮细胞的增殖。研究以肠系膜为研究对象发现，新生的淋巴管内皮不是均匀分布在淋巴管中而是倾向于分布在瓣膜区域。研究采用fProTracer系统进一步探讨这种区域性淋巴管内皮新生的调控机制，发现不同的信号通路在其中具有不同的调控作用。VEGFR3作为经典的内皮调控信号，对于收集管与瓣膜淋巴管内皮的增殖均有重要作用。与其不同，Piezo1作为机械力感知的离子通道主要与瓣膜处的淋巴内皮增殖相关，而与其他区域比如收集管处淋巴内皮的增殖相关性较小。该研究以不同的细胞类型为例，系统性地论述了新的基因功能分析型增殖示踪系统fProTracer的可使用性，初步探究了一些经典信号通路对上皮细胞与内皮细胞的体内增殖调控影响。研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金委员会、科学技术部、上海市科学技术委员会、新基石科学基金会以及分子细胞卓越中心动物平台和细胞平台等的支持。论文链接