科技日报记者 刘霞
在最新一期《自然·生物技术》杂志刊登的一篇综述中，美国加州大学洛杉矶分校的迪诺·迪·卡洛博士等人向科学界发出邀请，呼吁大家共同投身“十亿细胞×细胞”项目。该项目旨在系统绘制单个细胞对之间相互影响的图谱，逐一解读细胞之间的“二重奏”。
项目计划生成近10亿组人类细胞对的受控互作数据，为理解健康与疾病状态下细胞的“对话”方式奠定基础，也为科学家未来恢复、阻断甚至重写这些信号以治疗疾病开辟新途径。
人体内不同的细胞各司其职。当它们以正确方式相互倾听、彼此应答时，组织便可健康无虞。然而，一旦信号被误读或节奏错乱，后果可能不堪设想，导致组织纤维化甚至癌症。
过去十年，单细胞技术彻底变革了生物学，让科学家得以精细分类构成人体的众多细胞类型，并锁定每种细胞中活跃的基因。空间生物学更进一步揭示了细胞在组织中的位置。但这些方法仍留下一个关键盲区：人们往往无法判明究竟是哪种细胞驱使另一种细胞发生变化，这种影响何时发生，以及相互作用是否产生了有意义的生物学结果。
“十亿细胞×细胞”项目聚焦于两个细胞之间的受控作用。通过分离特定的细胞对，科学家能够厘清谁影响了谁、互动何时开启，以及结果出现了怎样的变化。
该项目依托单细胞测序、空间分析、合成生物学以及微纳技术的进步。其中一项关键技术是迪·卡洛实验室开发的纳米微载体。这种微型碗状水凝胶颗粒，能够在自封闭微环境中捕获单个细胞或特定细胞对。
“十亿细胞×细胞”项目将分阶段推进，长远目标是训练计算模型，模拟细胞在组织中的协同行为。这种虚拟细胞或虚拟组有望让科学家在走进实验室之前，就能测试治疗方案，使药物发现更快、成本更低，同时也减少对动物模型的依赖。
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