实验测量细胞增殖的能力是理解驱动器官发育、组织再生和修复的细胞来源的基础。

2023年6月2日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心/中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所周斌及西湖大学何灵娟共同通讯在Nature Protocols 在线发表题为“Genetic recording of in vivo cell proliferation by ProTracer”的研究论文，该研究报道了一种检测细胞增殖的遗传方法，“ProTracer”（增殖示踪剂），这种细胞增殖示踪系统允许对活体动物中特定细胞谱系的细胞增殖进行终身无创监测。

测量体内细胞增殖对理解器官发育、疾病和组织再生至关重要。已经建立的检测细胞增殖的方法包括对组织切片上的增殖标记物进行免疫染色，在新合成的DNA中掺入DNA类似物，以及通过细胞周期中的合成代谢检测掺入的同位素。然而，目前追踪细胞增殖的方法的局限性在不同的生命科学领域留下了许多未解决的问题。首先，增殖标记物的免疫染色只能提供细胞增殖的快照，使得检测罕见的增殖细胞在技术上具有挑战性。其次，目前的检测方法不能提供直接的细胞类型特异性增殖信息。

谱系追踪可用于测量活体细胞的增殖，并且根据报告小鼠系的选择，它可以用细胞质或核信号标记细胞。在体内追踪细胞命运最广泛使用的技术是Cre-loxP介导的遗传谱系追踪。在这种方法中，Cre重组酶由特定基因的表达调控元件驱动，去除报告基因等位基因中loxP-侧翼的转录停止盒，从而产生报告基因的表达。人雌激素受体可以与Cre重组酶融合，使Cre活性被他莫昔芬诱导。Ki67的启动子(一种广泛使用的细胞增殖标志物)已被用来驱动CreER来追踪他莫昔芬给药后的Ki67+心肌细胞。然而，Ki67-IRES-CreER捕获的增殖心肌细胞的百分比远低于同种型掺入捕获的百分比。此外，当他莫昔芬治疗与Ki67启动子活性不同步时，Ki67-IRES-CreER无法捕获增殖信号。

ProTracer追踪肝细胞增殖（图源自Nature Protocols ）

该研究提出了一种全新的检测细胞增殖的遗传方法，ProTracer。与其他需要处死动物的短期策略相比，ProTracer不需要采样或牺牲动物进行组织处理。研究人员使用ProTracer研究了小鼠肝脏稳态和组织损伤后肝细胞的增殖，证实了该方案适用于任何体内细胞增殖的研究，从小鼠生成到数据分析大约需要9个月。

原始出处：

Liu， X.， Weng， W.， He， L. et al. Genetic recording of in vivo cell proliferation by ProTracer. Nat Protoc (2023). https：//doi.org/10.1038/s41596-023-00833-8.

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