中科院生物化學與細胞生物學研究所研究員周斌研究組在一項最新的研究中將Dre-rox同源重組系統引入到傳統的基於Cre-loxP同源重組系統的遺傳譜系示蹤技術中，有效地規避了由於Cre表達的不特異性而導致的非特異性（「異位」）同源重組。相關研究成果日前在線發表於《自然—醫學》。
據介紹，目前，體內的細胞譜系示蹤技術主要基於Cre-loxP 同源重組系統。Cre在特性基因的啟動子驅動下，表達在特定的細胞類群中，當Cre小鼠與含有loxP位點的報告基因小鼠交配時，Cre 通過識別loxP位點，將兩個loxP位點之間的終止序列切除，從而使含有Cre 的細胞類群表達出報告基因。由於這種切除是位於基因上的，從而是永久性的和不可逆的，因此，所有表達Cre的細胞類群及其後代（無論是否表達Cre）都將永久地被報告基因蛋白標記上，因此，利用該細胞追蹤技術可以解析特定細胞的起源和命運。
「儘管基於Cre-loxP系統的遺傳譜系示蹤技術是研究細胞命運可塑性的強大利器，但是它本身也存在著技術瓶頸。」周斌表示，該技術的準確性主要依賴於Cre表達的特異性，如果有微量的Cre表達在了非靶向細胞中即為所謂的異位表達，那麼譜系示蹤結果的可靠性將大大降低，而這也成為了近年來很多科學問題出現爭議的主要原因之一。
為了解決這一技術瓶頸，何靈娟博士等在周斌指導下開發了一種新的譜系示蹤技術稱之為DeaLT。該技術將Dre-rox同源重組系統與傳統的Cre-loxP同源重組系統結合起來，Dre-rox 在可能引起Cre異位表達的細胞中將loxP位點切除掉，從而有效地阻止了Cre-loxP的異位同源重組，增加了Cre-loxP介導的譜系示蹤結果的準確性。該系統包含兩種策略，分別是DeaLT-IR 和DeaLT-NR。DeaLT-IR策略適合組成性Dre與誘導性Cre相結合，而DeaLT-NR策略適合誘導性Dre和誘導性Cre相結合。
據悉，該系統創建成功後，研究人員首先利用DeaLT-IR策略解決了成體心臟c-Kit+心臟幹細胞的問題。該科學問題存在爭議的主要原因是c-Kit 異位表達在心肌細胞中，傳統的示蹤技術利用Kit-CreER無法做到單純示蹤非心肌中的c-Kit+幹細胞，而利用DeaLT系統阻斷了心肌細胞中Kit-CreER的同源重組反應，成功地實現了非心肌細胞中c-Kit+幹細胞特異性的遺傳譜系示蹤。研究結果發現，c-Kit+幹細胞在成體心臟生理穩態和損傷修復過程中均不會分化形成心肌細胞，主要通過血管新生參與心臟修復。
同時，利用DeaLT-NR系統解決了肝臟領域有關Sox9+肝組細胞能否轉分化形成肝細胞的爭議問題。Sox9除了表達在膽管上皮細胞中還少量地表達在了肝細胞裡面，傳統的譜系示蹤技術利用Sox9-CreER標記了膽管上皮細胞和一部分肝細胞，因此很難判斷損傷後Sox9-CreER標記的新生成的肝細胞到底來自哪一部分。DeaLT技術實現了Sox9+膽管上皮細胞中特異性的遺傳譜系示蹤，結果發現在肝臟生理穩態和損傷修復過程中Sox9+膽管上皮細胞並不會轉分化形成肝細胞。
（原載於《中國科學報》 2017-11-27 第5版 創新周刊）