中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 程墨 通訊員 王瀟瀟）細(xì)胞在連續(xù)分裂中如何精準(zhǔn)確保子代細(xì)胞維持恒定的比例？北京時(shí)間2026年7月，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院郭崢教授團(tuán)隊(duì)的突破性成果。該研究歷時(shí)10余年，首次在果蠅中發(fā)現(xiàn)并證實(shí)干細(xì)胞內(nèi)部存在一個(gè)由表觀遺傳機(jī)制驅(qū)動(dòng)的“分裂計(jì)數(shù)器”，能像撥動(dòng)開關(guān)一樣精準(zhǔn)清點(diǎn)自己的分裂次數(shù)，從而決定子代細(xì)胞的命運(yùn)。這一發(fā)現(xiàn)徹底打破了科學(xué)界長期以來普遍認(rèn)為干細(xì)胞分化的比例依賴隨機(jī)概率的傳統(tǒng)認(rèn)知，回答了生命科學(xué)中關(guān)于組織器官穩(wěn)態(tài)維持的基本時(shí)序之謎。

在生物體組織中，無論干細(xì)胞如何快速翻新，不同功能的子代細(xì)胞總是能以恒定的比例配合在一起。為了探索其底層邏輯，郭崢課題組利用果蠅腸道干細(xì)胞體系進(jìn)行了長期深入的研究。通過MARCM譜系追蹤技術(shù)與遺傳篩選，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的數(shù)學(xué)規(guī)律：干細(xì)胞在連續(xù)產(chǎn)生8個(gè)腸道上皮細(xì)胞后，會(huì)在第9次分裂時(shí)精準(zhǔn)切換命運(yùn)，轉(zhuǎn)為產(chǎn)生腸道內(nèi)分泌細(xì)胞，從而自然確保了內(nèi)分泌細(xì)胞在腸道中始終維持約10%的恒定比例。即使在急性腸道損傷、細(xì)胞大量增殖的極端壓力下，這個(gè)“9次”的計(jì)數(shù)程序依舊穩(wěn)健如初。

在分子層面上，該研究揭示了極具創(chuàng)新性的“表觀遺傳計(jì)數(shù)器”模型。干細(xì)胞在完成內(nèi)分泌細(xì)胞的制造后，新生的子代細(xì)胞會(huì)瞬時(shí)激活干細(xì)胞中的Notch信號(hào)通路，在染色質(zhì)上打下激活型組蛋白修飾標(biāo)記，猶如將計(jì)數(shù)器撥回初始零點(diǎn)。在隨后的連續(xù)分裂中，隨著每一次干細(xì)胞的DNA復(fù)制，這些原有的激活型舊標(biāo)記被不斷稀釋，而抑制型標(biāo)記則逐漸積累。當(dāng)稀釋和積累達(dá)到第9次分裂的臨界閾值時(shí)，命運(yùn)開關(guān)被觸發(fā)，干細(xì)胞重新轉(zhuǎn)向產(chǎn)生內(nèi)分泌細(xì)胞，從而完成一次充滿幾何美感的多能分化循環(huán)。課題組進(jìn)一步通過高難度的組蛋白基因簇人工替換實(shí)驗(yàn)，直接證實(shí)了組蛋白修飾就是執(zhí)行分裂計(jì)數(shù)的分子基礎(chǔ)。

該研究不僅揭示了生命體構(gòu)建穩(wěn)健性的普遍底層設(shè)計(jì)原理，也為再生醫(yī)學(xué)和器官工程開辟了全新道路。未來，科學(xué)家有望通過調(diào)控該計(jì)數(shù)器，在體外精準(zhǔn)定量培養(yǎng)人類所需的組織器官，并為細(xì)胞分化異常相關(guān)疾病的治療提供全新的理論依據(jù)與潛在干預(yù)靶點(diǎn)。