光遗传学与合成生物学交叉研究中心最新合作研究成果登Cell Metabolism封面

4月2日，代谢领域国际著名期刊Cell Metabolism以封面文章的形式正式发表了上海交通大学基础医学院郑俊克研究员和我校生物反应器工程国家重点实验室、光遗传学与合成生物学交叉研究中心杨弋教授合作开展的关于白血病起始细胞（LICs）代谢规律调控的最新发现，论文题为Metabolic imaging reveals a unique preference of symmetric cell division and homing of leukemia-initiating cells in an endosteal niche。

干细胞代谢是国际前沿热点领域。由于体内干细胞数量的稀缺性以及相关代谢检测手段的局限性，目前许多干细胞的代谢特征及其与细胞命运决定的关系还很不清楚。针对当前研究中很难实时、动态、在体监测细胞代谢精细变化的技术瓶颈，杨弋教授课题组前期发明了高性能遗传编码荧光探针SoNar （Cell Metabolism 2015, 21, 777）。SoNar具有高亮度、高灵敏度、巨大动态范围等特点，可实时察觉各种能量代谢信号通路的微细变化。郑俊克研究员和杨弋教授深入合作，使用SoNar探针技术研究了临床常见、恶性程度高且缺乏有效治疗手段的M5型急性髓系白血病小鼠模型和原代病人标本，标记和指示小鼠和病人白血病细胞代谢状态。该研究通过建立新型的基于遗传编码的代谢感受器（SoNar）的白血病细胞代谢成像体系，揭示了LICs以糖酵解为主要能量来源的独特代谢特性，以及代谢状态决定LICs在特定骨髓微环境中的定位、归巢和对称分裂等关键细胞命运的新规律。如封面所示：更为活跃的候鸟燕子代表具有更高糖酵解水平的LICs，每年早春经过长途迁徙（需要糖酵解提供能量）回归南方，并倾向定居于寻常家舍屋檐下（归巢到骨内膜微环境）而繁衍后代；不活跃的留鸟麻雀具有较低水平糖酵解并喜好在树上（归巢到血管微环境）筑巢。

该研究为理解LICs代谢调控与其命运决定的关系提供不同视角，为精确探讨不同类型干细胞代谢提供新颖工具和有力借鉴，也为从代谢角度靶向白血病或其他肿瘤提供潜在治疗策略。据悉，在同期杂志中，共有4篇论文探讨内在代谢调控规律调控生理或病理情况下干细胞命运决定的相关文章。这篇论文很荣幸被选为当期封面刊登，体现该论文的重要发现和技术上的引领作用。

值得指出的是，我校生物反应器工程国家重点实验室、光遗传学与合成生物学交叉研究中心发展的细胞代谢成像技术、光控技术受到了国际同行的广泛关注，已经被近 600国际一流机构研究组跟踪应用。国家同行在Nature Methods期刊撰文，高度评价我校发展的NADH、NADPH等核心代谢物的系列荧光探针，称它们“将革命性改变氧化还原生物学研究(revolutionize the study of redox biology)”(Nature Methods 2017, 14,671)。

原文链接：https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(18)30690-9