多細(xì)胞系統(tǒng)中的細(xì)胞 - 細(xì)胞通訊是生命活動的核心機(jī)制，它 調(diào)控著 生長分化、免疫監(jiān)視、組織穩(wěn)態(tài)等關(guān)鍵過程，其紊亂是癌癥、自身免疫病、神經(jīng)退行性疾病等多種疾病的根源。因此，多細(xì)胞系統(tǒng)解析在基礎(chǔ)科學(xué)研究和臨床診斷治療領(lǐng)域均具有重要意義。然而，該系統(tǒng)在空間分布、動態(tài)變化、分子機(jī)制上的復(fù)雜性，為精準(zhǔn)解析帶來了巨大挑戰(zhàn)。

國家自然科學(xué)基金委第 380 期雙清論壇以 “ 多細(xì)胞復(fù)雜系統(tǒng)的化學(xué)與生物及醫(yī)學(xué)交叉前沿 ” 為主題，匯聚全國 50 余位頂尖專家學(xué)者，圍繞 “ 多細(xì)胞系統(tǒng)中的前沿分子工具 ” 、 “ 多細(xì)胞系統(tǒng)中的共性科學(xué)問題 ” 、 “ 多細(xì)胞視角下的疾病解析與診療 ” 和 “ 多細(xì)胞視角下的靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與干預(yù) ” 等四個議題開展報(bào)告和討論。論壇緊扣國家重大戰(zhàn)略需求與化學(xué)生物學(xué)發(fā)展前沿，深入研討多細(xì)胞復(fù)雜系統(tǒng)時空通訊與調(diào)控機(jī)制的圖譜解析、重大疾病診療領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢， 凝練該 領(lǐng)域核心科學(xué)問題，為其發(fā)展指明方向。

基于雙清論壇的研討成果，陳鵬、黃艷、楊俊林組織多位專家共同撰寫了題為Molecular Tools for Decoding Multicellular Systems: From Mechanisms to Medicine的綜述文章，于 2025 年 11 月 6 日在線發(fā)表于National Science Review。文章重點(diǎn)闡述了解碼多細(xì)胞系統(tǒng)中細(xì)胞-細(xì)胞通訊的新型分子工具，為解析其空間特征、分子機(jī)制及功能提供了全新視角；同時強(qiáng)調(diào)工具轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力，探討了它們在免疫腫瘤學(xué)、再生醫(yī)學(xué)及自身免疫病等領(lǐng)域的深遠(yuǎn)意義，并展望了以多細(xì)胞系統(tǒng)靶向干預(yù)為核心的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)新框架。

隨著化學(xué)生物學(xué)等交叉學(xué)科的蓬勃發(fā)展，一系列新型分子工具不斷涌現(xiàn)，為細(xì)胞間通訊研究提供了前所未有的精度。例如：高分辨成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對細(xì)胞相互作用的精細(xì)可視化； 鄰近標(biāo)記與生物正交化學(xué)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)標(biāo)記細(xì)胞互作界面關(guān)鍵信號分子，揭示細(xì)胞通訊的分子機(jī)制；合成生物學(xué)策略應(yīng)用于設(shè)計(jì) “ 可通訊、可反饋、可調(diào)控 ” 的細(xì)胞互作模塊；單細(xì)胞與空間組學(xué)技術(shù)則為構(gòu)建全景式細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)提供了有力支撐。

這些技術(shù)正加速向醫(yī)學(xué)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化：在腫瘤免疫治療中用于解析腫瘤微環(huán)境、尋找潛在治療靶點(diǎn)；在再生醫(yī)學(xué)中幫助精確調(diào)控細(xì)胞間互作關(guān)系；在自身免疫疾病、神經(jīng)退行性疾病等領(lǐng)域也展現(xiàn)出重要應(yīng)用前景。臨床實(shí)踐已經(jīng)證明，針對細(xì)胞 - 細(xì)胞通訊層面的精準(zhǔn)干預(yù)可產(chǎn)生顯著療效；多細(xì)胞相互作用網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)解析，正在從 “ 前沿基礎(chǔ)科學(xué)問題 ” 轉(zhuǎn)變?yōu)橹蝹€體化精準(zhǔn)醫(yī)療的剛性需求。這預(yù)示著以細(xì)胞通訊為核心的精準(zhǔn)醫(yī)療時代正在到來：借助分子工具為每位患者繪制專屬的細(xì)胞通訊圖譜，識別其中的關(guān)鍵異常通路并將患者精準(zhǔn)劃分為不同敏感亞群，圍繞這些通路設(shè)計(jì)個體化或組合治療方案，使失衡的通訊網(wǎng)絡(luò)逐步恢復(fù)到接近健康狀態(tài)；同時，在治療前后動態(tài)監(jiān)測細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)的變化，更真實(shí)地評估療效并及時優(yōu)化診療策略。

圖 1. 多細(xì)胞系統(tǒng)的精準(zhǔn)醫(yī)療框架

目前多數(shù)分子工具距離臨床應(yīng)用仍有距離，主要存在三大瓶頸：一是海量多組學(xué)與篩選數(shù) 據(jù)在異質(zhì)性整合、標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證、生物學(xué)意義精準(zhǔn)解讀等方面的突出難題；二是分子工具在穩(wěn)定性、特異性、可制造性等方面仍有顯著改進(jìn)空間；三是在 體應(yīng)用 與臨床轉(zhuǎn)化尚面臨監(jiān)管、安全性評估、樣本獲取和成本等多重現(xiàn)實(shí)障礙?？鐚W(xué)科協(xié)作是破解上述難題的關(guān)鍵：化學(xué)家、生物學(xué)家、工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家和臨床醫(yī)生需構(gòu)建長期穩(wěn)定協(xié)作機(jī)制，借助計(jì)算方法優(yōu)化分子工具設(shè)計(jì)，依托患者樣本驗(yàn)證工具的有效性與安全性，提升其與現(xiàn)有診療流程的兼容性，同時推動倫理監(jiān)管框架與技術(shù)發(fā)展同步演進(jìn)。

總而言之，隨著分子工具的持續(xù)迭代發(fā)展，一幅更加清晰的生命醫(yī)學(xué)圖景正在浮現(xiàn)：生命本質(zhì)上是“相互關(guān)聯(lián)”的動態(tài)過程，表型與病理狀態(tài)并非孤立細(xì)胞單獨(dú)作用的結(jié)果，而是細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)持續(xù)“分子對話”的產(chǎn)物。解碼多細(xì)胞系統(tǒng)，既回應(yīng)了科學(xué)界對細(xì)胞協(xié)作的根本好奇，也為臨床提供了基于“細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)”的新型診療工具，助力人類更深入理解并精準(zhǔn)干預(yù)多細(xì)胞生命的復(fù)雜性。

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaf473/8316129

制版人： 十一

學(xué)術(shù)合作組織

（*排名不分先后）

戰(zhàn)略合作伙伴

（*排名不分先后）

轉(zhuǎn)載須知

【非原創(chuàng)文章】本文著作權(quán)歸文章作者所有，歡迎個人轉(zhuǎn)發(fā)分享，未經(jīng)作者的允許禁止轉(zhuǎn)載，作者擁有所有法定權(quán)利，違者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

近期直播推薦

點(diǎn)擊主頁推薦活動

關(guān)注更多最新活動！