Research Highlight:Najia 等利用改造 MMLV Gag 开发活细胞转录组动态监测方法
Live-cell transcriptomics
Najia 等开发了一种称为 cellular self-reporting 的活细胞转录组采样方法,通过改造 Moloney 鼠白血病病毒 (MMLV) Gag 将细胞 RNA 非特异性包装到病毒样颗粒并释放到胞外,从而无需裂解细胞即可在培养基中反复取样,实现对细胞群体转录状态的时间序列追踪。
高通量RNA测序早已是刻画基因表达的主力手段:Smart-Seq把全转录组分析做到了单个细胞乃至黑色素瘤循环肿瘤细胞的水平[2];基于split-pool条形码的SPLiT-seq更是一次刻画了156,049个小鼠脑与脊髓的单核转录组[3]。但通量再高,这些方法都有一个共同前提——裂解细胞。细胞一旦被破坏,同一群体便无法再次测量,时间维度的信息只能靠不同时间点的独立样本拼接,或借助拟时序等计算手段从快照中间接推断[3];而组织解离同时也会剥掉细胞原有的空间语境[1]。
Najia等人开发的“细胞自报告”(cellular self-reporting)平台绕开了这堵墙:他们改造Moloney小鼠白血病病毒(MMLV)的Gag蛋白,让病毒样颗粒非特异地把细胞RNA打包并运出活细胞;由于培养上清可以反复收取,对其中颗粒进行测序,就能连续读出细胞群体随时间推移的转录状态。作者先以原代细胞球对TNF的急性转录响应为例,证明方法足以捕捉即时变化;随后将平台用于封闭微生理共培养系统中的内皮细胞,揭示了依赖血管周围基质、支撑血管发生的时序基因程序——恰是常规裂解式检测无法获得的信息。这项原始研究以“活细胞转录组学”为主题发表于Cell(doi:10.1016/j.cell.2026.08.005),出自Broad研究所Blainey实验室[5],原文将其定位为一项广泛赋能活细胞全转录组表达分析的技术[6]。
就领域逻辑而言,这一步把转录组检测从终点式、破坏性取样改造成了可重复的非破坏性读出:测量不再终结细胞,动态不再依赖事后重建,也天然适配常规取样难以进入的封闭培养体系。它与只能从静态快照反推时间轨迹的拟时序分析[3]、以及先将细胞解离再计算定位的策略[1]形成互补,让“同一群活细胞、连续多个时间点”成为可直接测量的实验事实。
当然,正如Petra Gross在2026年10月8日的这篇导读中所提示的,这一工具要在具体研究体系中落地,灵敏度仍需逐案优化;而检出能力与测序深度、表达水平的纠缠本就是RNA-seq的经典难题[4]。新平台要真正成为纵向观察动态细胞过程的通用手段,这道门槛仍待跨越。
- 1.Spatial reconstruction of single-cell gene expression data · Nat Biotechnol 2015
- 2.Full-length mRNA-Seq from single-cell levels of RNA and individual circulating tumor cells · Nat Biotechnol 2012
- 3.Single-cell profiling of the developing mouse brain and spinal cord with split-pool barcoding · Science 2018
- 4.Differential expression in RNA-seq: a matter of depth · Genome Res 2011
- 5.New method allows scientists to follow gene activity over time · news.mit.edu 2026
- 6.Live-cell transcriptomics with engineered virus-like particles · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
原文介绍了一种可在不裂解细胞的情况下纵向追踪群体转录状态的活细胞转录组采样方法,为研究动态细胞过程的研究者提供与常规转录组学互补的工具选择。
来源:Nature Genetics · nature.com