肝臟是人體內重要的代謝器官，主要功能細胞是肝細胞。肝臟一旦受損，需要“新生”肝細胞才能完成功能修復。因此，肝臟疾病治療中尋找新生肝細胞的來源是科學家致力解決的問題。近日，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）周斌研究組開發了一種可以長時間不間斷捕捉細胞增殖的新技術——ProTracer，利用該技術他們發現了成體肝臟中新生肝細胞的來源。2月26日凌晨，相關研究成果發表于《科學》。
肝臟的基本單位是肝小葉，肝小葉中的肝細胞通過自我增殖產生新的肝細胞。每個肝小葉可以分為多個區域，這些區域中的肝細胞“不盡相同”，究竟哪一區域的肝細胞具有較強的增殖能力，科學家還未找到準確答案。
以往有關肝細胞來源的研究均是依賴單個分子標記來追蹤肝臟中某一肝細胞亞群，再觀察這個亞群的擴增情況。這種方法效率較低，且缺少對整個肝臟所有肝細胞增殖能力的分析，猶如盲人摸象，觀察的是事物的局部而非整體。若要準確尋找到新生肝細胞的來源，需要在肝臟整體水平上檢測所有肝細胞的增殖情況。
傳統檢測細胞增殖的方法就像照相機，只能拍攝一個瞬間，即檢測某個時間點的細胞增殖，并且無法對各類細胞的增殖做精準區分。肝細胞增殖速率較為緩慢，而肝臟中其他類型的細胞比如巨噬細胞和內皮細胞發生增殖的速率又相對較快。利用傳統方法檢測細胞增殖，在某一時間點內能夠獲取的肝細胞增殖信號非常微少甚至沒有，即便有也很容易被其他細胞的增殖信息淹沒。
周斌研究組開發了一種能夠捕捉細胞增殖的錄像機——ProTracer，既可以在長時間內不間斷地追蹤細胞增殖，又可以精準定位，追蹤某一特定細胞類群（如肝細胞）的細胞增殖，讓黑夜中只有被鎖定目標的“星群”發光，而不是在滿天繁星中找尋其中的一兩顆。在小鼠實驗中，他們利用這項技術，給增殖的肝細胞打上“唯一標記”，經過長達數周至數月的“密切”追蹤，最終發現成體肝臟中新生肝細胞主要來源于肝小葉中間區域的肝細胞。
“這項研究通過全新的視角和技術手段，直觀展現了所有肝細胞類群的增殖情況，揭示了成體肝臟在生理穩態和損傷再生過程中肝細胞的來源，為肝臟損傷修復再生研究開辟了新思路，為肝臟疾病的治療提供了新的理論基礎。”周斌告訴《中國科學報》，新開發的ProTracer技術具有長時間不間斷檢測細胞增殖的能力，可以特異性地標記某種特定細胞譜系的細胞增殖，并且實現了不犧牲樣品直接活體檢測細胞增殖，從多個維度提高了細胞增殖檢測的能力和范圍，可以廣泛應用于不同組織器官細胞增殖的檢測，為發育生物學、腫瘤學、神經科學和再生醫學等眾多領域的研究提供強大技術支撐。
據悉，該工作得到了國內外權威專家的高度評價。瑞典卡羅林斯卡醫學院教授Emma R. Anderssion針對該項工作在《科學》發表了題為“In the zone for liver proliferation（肝增殖的最佳區域）”的亮點專評文章，評價該工作“開發了非常有趣新穎的追蹤細胞增殖的新技術——ProTracer，揭示了肝臟在生理穩態和不同損傷狀態下肝細胞的來源”，并贊許了ProTracer技術的應用前景，認為“ProTracer提供了連續不斷地追蹤成年期較長時間（數月）內成年細胞增殖的可能性，從而能夠鑒定出各種器官中增殖速率較慢的細胞和稀有干細胞，有可能揭示出以前未知的干細胞群”。
來自國家肝癌科學中心的中國工程院院士王紅陽評價該工作“另辟蹊徑，利用新技術直觀地、無偏見地尋找到新生肝細胞的來源，為肝再生的機制探索和肝臟疾病的臨床研究提供了新思路、新技術，為轉化應用研究奠定了扎實基礎”。她認為“ProTracer技術具有廣泛的實用性，可以拓展到人體多種組織器官中有關細胞增殖、起源等的研究” 。
周斌研究組的副研究員何靈娟博士（現就職于西湖大學）、博士后蒲文娟、博士研究生劉秀秀為該論文共同第一作者，周斌為該論文通訊作者。該工作獲得了瑞士諾華醫學生物研究所教授Jan S. Tchorz、南京醫科大學教授季勇、瑞典阿斯利康 Qing-Dong Wang博士和上海南方模式生物公司孫瑞林博士及其團隊的大力支持。該工作也得到分子細胞科學卓越創新中心動物平臺和和細胞分析技術平臺的大力支持，并得到來自中科院、基金委、科技部以及上海市科委等部門的經費支持。