PEtracer 综合谱系追踪绘制小鼠胚胎发育细胞命运图谱

脊椎动物胚胎发育中的细胞命运决定一直是发育生物学的核心问题。在小鼠中，原肠形成是关键节点——多能上胚层在这一时期分化为外胚层、中胚层与内胚层，三个胚层的建立曾被视为最早的谱系分支点 ^[1]。然而，基于子宫内单细胞遗传标记的克隆分析显示，至少在体轴延伸过程中，神经外胚层与中胚层共享一个持续存在的前体细胞群，这一发现动摇了上述经典范式 ^[2]。在谱系追踪技术层面，将CRISPR-Cas9条形码编辑与单细胞转录组相结合的方法已在斑马鱼大脑中重建出含数百条分支的谱系树，并据此刻画细胞类型之间的分化限制 ^[3]，但哺乳动物胚胎的规模、细胞多样性以及命运决定的非确定性，长期制约着一张全面细胞命运图谱的构建 ^[4]。

在此背景下，本研究利用新建立的PEtracer方法，在E7.5至E10.0这一窗口内对小鼠胚胎发育进行高分辨率谱系重建，覆盖超过140万个细胞。该方法在细胞分裂过程中持续安装可遗传的遗传标记，从而重建出能解析约75%细胞的谱系树 ^[5]。通过整合来自16枚胚胎 ^[6] 的高等级嵌合胚胎（嵌合率可达99%）^[7] 与单细胞数据，研究者获得了命运偏好、限制时序以及克隆产出等多个层面的定量信息，揭示出跨组织高度可重复的谱系架构，并归纳出细胞命运决定中的一般性与组织特异性策略。

相较于以往在斑马鱼中分析约6万个转录组的scGESTALT体系 ^[3]，该工作将规模与深度提升了一个数量级，并在哺乳动物胚胎这一复杂体系中把克隆水平与细胞状态水平整合到统一框架中，从而能够在更广的时间窗口里同时观测命运限制何时发生、哪些群体表现出可重复的谱系结构。这一资源也为重新审视神经-中胚层前体细胞等争议性前体群的存在与行为 ^[2] 提供了全新的数据基础。

需要指出的是，目前的图谱仅覆盖E7.5至E10.0这一特定阶段，更早或更晚时期细胞命运决定的连续过程尚未被纳入；此外，该方法在多大程度上能完整捕捉非确定性的命运选择，仍有待后续工作进一步评估。