活细胞“自我报告”技术诞生！不杀细胞也能测转录组，实现基因活动动态追踪

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Cell：活细胞“自我报告”技术诞生！不杀细胞也能测转录组，实现基因活动动态追踪. \4 p6 _$ \8 q# P1 _3 S  L
来源：生物谷原创 2026-09-10 14:30* z! G/ t. J# k+ w
该研究发表于《Cell》期刊，这种活细胞转录组方法依赖于病毒样颗粒——细胞利用这些颗粒将RNA包装并递送到其浸泡的培养液中。8 c1 [) I) @4 a- g/ g2 [
近年来，科学家们已开发出测量细胞转录组（即细胞产生的所有RNA）的方法，以研究细胞身份和遗传活性。然而，这些方法依赖于杀死细胞来获取其中的RNA片段，且只能提供一次性的快照。
" i) E8 l. f8 Q: X% P如今，博德研究所和麻省理工学院的研究人员发明了一种“细胞自我报告”方法，让活细胞分享自身的转录组，使科学家无需杀死细胞即可进行分析。该研究发表于《Cell》期刊，这种活细胞转录组方法依赖于病毒样颗粒——细胞利用这些颗粒将RNA包装并递送到其浸泡的培养液中。
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科学家只需取样培养液即可分离RNA，并可重复操作，以揭示同一细胞群体中的基因活性如何随细胞成熟或对外界扰动做出反应而变化。研究人员将该方法应用于多种细胞模型系统，展示了其在揭示疾病中细胞如何随时间出错以及药物如何影响细胞方面的潜力。. ~5 R; x5 |' t* V6 l# S6 c
“我们的实验室将时间和资源集中在开发真正能被使用并对更广泛领域产生实际影响的工具上，”该研究资深作者Paul Blainey说，他是博德研究所核心成员，也是麻省理工学院生物工程教授。1 K7 H$ Q& X. [! s$ k" y' o
“看到这一概念变为现实，令人无比欣慰——我们开始时它完全是科幻小说。这是长期、高风险、高回报研究所能产生的创新影响力的极好例子。”5 I: l( g) q5 x& k1 S
细胞的特殊递送$ c9 E- R) o$ s1 I+ ^% y
构建新方法的努力始于十多年前，当时Blainey实验室开始寻找一种无需杀死细胞就能进行RNA测序的新途径。“现有的方法有点‘中世纪’——需要刺穿细胞或切下细胞的一部分，”Blainey回忆道。
* i2 L% e6 o' x受CRISPR技术等分子技术性能及其易用性的启发，Blainey和研究第一作者Jacob Borrajo致力于开发一种分子方法——他们知道这很有挑战性且耗时，但也能使该方法具有可扩展性，便于其他实验室操作。$ ?  @1 A* U0 Y

* E. y  T# i$ U* w! o/ N# h团队从逆转录病毒中获得灵感——逆转录病毒经过数百万年的演化，获得了将其RNA基因组包装在蛋白外壳中以从受感染细胞传播到其他细胞的能力。% V" j: J1 o8 }" [% f( `) }
为了构建其方法，团队工程化了哺乳动物细胞，使其表达一种逆转录病毒结构蛋白——该蛋白不仅能包裹病毒RNA，还能包裹细胞的RNA。该病毒蛋白整合到细胞膜中，可招募细胞RNA，在其周围形成外壳形成病毒样颗粒，并从膜上出芽进入细胞周围的液体培养基中。
# g3 k8 H2 U, D% Y$ s! f随后，科学家取培养基样品、分离RNA并测序，即可获得来自该细胞群体的转录组视图——整个过程无需破坏或损伤细胞。0 x0 e; _# Z5 c5 H: P
“与使用机器人或机械活检细胞的方法相比，我们的分子编码解决方案对于普通生命科学或生物医学实验室来说可能具有更广泛的适用性，尤其适用于我们希望通过这项技术阐明的时间动态问题，”共同第一作者Mohamad Najia说，他是Blainey实验室和波士顿儿童医院George Daley实验室的研究员。Najia和Borrajo与共同第一作者、Blainey实验室博士后Anna Le共同领导了这项工作。
1 V! \# F! C( |, b0 P瓶中信
1 v3 H- q0 w2 F$ v+ S, n% M2 A为了测试该方法的广泛适用性，研究人员证明它适用于永生化人类细胞、癌细胞系、干细胞及由其分化而来的神经元细胞，以及来自人类供体的原代细胞。他们还测试了两种人类细胞类型共同培养的体系，利用病毒样颗粒上的标签，使分析时能区分两种细胞类型的信号。1 |9 x8 P; n3 g/ z6 W' R; [5 h
此外，细胞自我报告对于研究具有关键三维结构、研究人员不愿破坏的系统也很有用。团队在人内皮细胞球体上展示了其方法，在生化刺激细胞后捕获了短期转录变化。
) X6 |1 m2 F, ?% b他们还与麻省理工学院生物与机械工程教授Linda Griffith合作，将方法应用于其实验室的“器官芯片”设备。这些模型模拟器官的生理功能，有助于减少临床前或动物模型测试，但其复杂性使得从设备中提取细胞进行分析变得困难。
8 t' [& P5 b! U, f2 {. k9 ]借助细胞自我报告，研究人员监测了设备内皮细胞随时间的基因表达动态，揭示了与组织如何形成血管网络相关的基因变化——这些变化取决于支持性成纤维细胞的来源（如来自子宫或肺部）。
1 A5 J0 w0 W+ r! J8 v% d博德团队继续为其系统寻找新的应用和生物学问题，并正在努力使该方法适用于单细胞研究。目前，研究人员希望有兴趣追踪细胞和组织随时间如何变化的科学家能尝试他们的方法。（生物谷Bioon.com）% g; [3 b9 s7 X8 e: Q
参考文献：. A# Z- s+ S- D" n, m& \. ~4 ~+ m; T
Mohamad Ali Najia et al, Live-cell transcriptomics with engineered virus-like particles, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.08.005.2 p3 S( P; c. W" G+ s2 `1 [2 v* z
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