华中科技大学团队在《自然》揭示生命稳态“中国方案”

中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 王潇潇）细胞在连续分裂中如何精准确保子代细胞维持恒定的比例？北京时间2026年7月，国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）在线发表了华中科技大学同济医学院基础医学院郭峥教授团队的突破性成果。该研究历时10余年，首次在果蝇中发现并证实干细胞内部存在一个由表观遗传机制驱动的“分裂计数器”，能像拨动开关一样精准清点自己的分裂次数，从而决定子代细胞的命运。这一发现彻底打破了科学界长期以来普遍认为干细胞分化的比例依赖随机概率的传统认知，回答了生命科学中关于组织器官稳态维持的基本时序之谜。

在生物体组织中，无论干细胞如何快速翻新，不同功能的子代细胞总是能以恒定的比例配合在一起。为了探索其底层逻辑，郭峥课题组利用果蝇肠道干细胞体系进行了长期深入的研究。通过MARCM谱系追踪技术与遗传筛选，研究团队发现了一个惊人的数学规律：干细胞在连续产生8个肠道上皮细胞后，会在第9次分裂时精准切换命运，转为产生肠道内分泌细胞，从而自然确保了内分泌细胞在肠道中始终维持约10%的恒定比例。即使在急性肠道损伤、细胞大量增殖的极端压力下，这个“9次”的计数程序依旧稳健如初。

在分子层面上，该研究揭示了极具创新性的“表观遗传计数器”模型。干细胞在完成内分泌细胞的制造后，新生的子代细胞会瞬时激活干细胞中的Notch信号通路，在染色质上打下激活型组蛋白修饰标记，犹如将计数器拨回初始零点。在随后的连续分裂中，随着每一次干细胞的DNA复制，这些原有的激活型旧标记被不断稀释，而抑制型标记则逐渐积累。当稀释和积累达到第9次分裂的临界阈值时，命运开关被触发，干细胞重新转向产生内分泌细胞，从而完成一次充满几何美感的多能分化循环。课题组进一步通过高难度的组蛋白基因簇人工替换实验，直接证实了组蛋白修饰就是执行分裂计数的分子基础。

该研究不仅揭示了生命体构建稳健性的普遍底层设计原理，也为再生医学和器官工程开辟了全新道路。未来，科学家有望通过调控该计数器，在体外精准定量培养人类所需的组织器官，并为细胞分化异常相关疾病的治疗提供全新的理论依据与潜在干预靶点。