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引言 CAR-T细胞（chimeric antigen receptor T cells）改变了血液肿瘤治疗的想象力，但进入实体瘤后，它常常遭遇三个老问题：进不去、留不住、打不透。于是，研究人员把目光转向巨噬细胞（macrophage）：这种细胞天生擅长进入组织、吞噬目标、重塑炎症环境。问题是，成熟巨噬细胞并不擅长体外扩增，也不容易做复杂基因工程，输回体内后还常被肺、肝、脾“截留”。 6月19日，《Cell》的研究报道“Expansion and CAR engineering of granulocyte-monocyte progenitors for cellular immunotherapy”，提出了一个更上游的解法：不要只改造终末分化的巨噬细胞，而是改造它的前体——粒单核祖细胞（granulocyte-monocyte progenitors, GMPs）。这项研究的核心，不只是做出一种新的CAR细胞，而是重新追问：细胞免疫治疗真正应该从哪个发育阶段开始设计？ 这项研究的关键不是把巨噬细胞本身“再强化一次”，而是把工程化位置前移到粒单核祖细胞（GMPs），让细胞治疗同时获得可扩增性、可工程化性、体内髓系输出和宿主免疫接力。 问题不只是“杀伤力”，而是细胞从哪里出发 传统CAR-T强调识别和杀伤，CAR巨噬细胞（CAR macrophages, CAR-Ms）则强调抗原定向吞噬（antigen-directed phagocytosis）和肿瘤微环境改造。这个方向很有吸引力，因为巨噬细胞进入组织的能力通常优于T细胞，也能通过吞噬和抗原呈递参与后续免疫激活。 但成熟巨噬细胞有天然短板。研究中提到，系统输注后，巨噬细胞往往优先滞留在肺、肝、脾，肿瘤内积累有限；更关键的是，成熟巨噬细胞没有“上游补给站”。它们输进去多少，基本就消耗多少，不能在体内持续产生新的髓系效应细胞。制造端也不轻松：体外扩增能力弱，病毒转导和非病毒递送效率低，冻存后功能还可能受影响。 所以，真正的问题变成：能不能找到一种既能扩增、又能工程化、还能在体内持续产出髓系细胞的起点？ GMPs正好处在这个位置。它们不是造血干细胞（hematopoietic stem cells, HSCs）那样全能，也不是成熟巨噬细胞那样“终点化”。它们已经偏向髓系命运，却仍保留增殖和分化潜力。过去的常识是，这类命运受限的祖细胞寿命短、扩增有限。但这篇研究挑战了这一点。 一套培养条件，把短命GMP推向长期扩增 研究人员首先建立了小鼠GMP扩增条件，称为SCF/2i，由干细胞因子（stem cell factor, SCF）、BRAF抑制剂GDC-0879，以及小分子SKL2001组成。在这一条件下，小鼠骨髓来源细胞可以维持超过50天的对数期扩增，总量接近扩大8个数量级，达到约10¹³个细胞。 这不是简单“长得多”，更重要的是“长得像谁”。单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）显示，扩增细胞的转录图谱与GMP相匹配；染色质开放性分析（ATAC-seq）也显示其接近GMP状态。流式结果显示，长期传代后超过90%的细胞保持Lin⁻Sca1⁻CD48⁺c-Kit⁺FcγR⁺表型，符合小鼠GMP特征。 功能上，这些细胞仍能形成巨噬细胞、粒细胞（granulocyte）以及粒-巨噬细胞混合克隆。在单细胞克隆形成实验中，SCF/2i扩增细胞每192个单细胞可形成110±8.66个克隆，新鲜分选的原代GMP为96±5.57个，二者没有显示出明显劣势。也就是说，扩增没有明显牺牲祖细胞功能。 再往下看，它们可以在M-CSF刺激下分化为CD11b⁺F4/80⁺巨噬细胞；在G-CSF刺激72小时后，CD115⁻Ly6G⁺粒细胞比例达到83.9±3.5%，并呈现典型多叶核形态。这说明，体外扩增并没有把它们推成一团失去方向的细胞，而是保留了可用的髓系分化程序。 人源GMP的难点，被一个新小分子打开 小鼠系统成立并不等于人源系统可用。研究人员发现，原始SCF/2i对人源GMP（human GMPs, hGMPs）的支持有限，问题集中在SKL2001在人细胞中的活性不足。于是，他们进行了结构优化，获得SKL2001类似物TN2-30，并将其与SCF、GDC-0879、IL-3和G-CSF组合，形成SCF/2i-IG条件。 在SCF/2i-IG中，人脐带血GMP能够克隆性扩增。单细胞水平上，156个单独评估的人源GMP中，有51个形成未分化克隆，比例为32.7%。成人骨髓和动员外周血来源细胞也能在这一条件下扩增。经过27天培养后，来自脐带血、动员外周血和骨髓的扩增细胞在单细胞图谱上都与GMP聚类，而不是偏离到其他血液谱系。 安全性方面，研究人员对28天SCF/2i-IG培养物进行了全基因组测序，未检测到体细胞突变负荷增加，也没有发现显著优势克隆扩张。这个结果不能等同于长期临床安全，但至少说明，在测试窗口内，扩增并未伴随明显基因组异常信号。 这些hGMP也保留了分化能力。M-CSF诱导后，CD14⁺巨噬细胞比例达到97.4±2.3%；G-CSF诱导后，CD15⁺CD66B⁺粒细胞比例达到83.6±3.2%。换句话说，研究人员不是得到了一种“长得快但身份模糊”的细胞，而是得到了一种可扩增、可工程化、仍像GMP的细胞平台。 进入体内后，GMP和成熟巨噬细胞走向完全不同 真正有意思的部分出现在体内分布实验。研究人员将表达荧光素酶的人源hGMP或人源巨噬细胞静脉输注到NSG小鼠体内，每只小鼠输入5×10⁶个细胞。结果显示，hGMP来源信号在体内增加，定位到多个造血相关生态位，约第21天达到峰值，随后重新分布到脾脏和腹部，并至少持续180天。拟合得到的衰减半衰期为150.81天。 相比之下，输注的成熟巨噬细胞在24小时内主要积累于肺部，第7天已基本不可检测，衰减半衰期只有5.31天。第14天外周血检测也显示，hGMP组可见约2.06%的GFP⁺供者来源细胞，而巨噬细胞组仅0.01%。 在免疫相容的小鼠体系中，差异同样明显。小鼠GMP输注后半衰期为142.28天，而GMP来源巨噬细胞只有3.92天。GFP标记实验进一步显示，输注后第7天，供者来源细胞占骨髓白细胞46.5%，其中20.4%的骨髓GFP⁺细胞处于增殖状态。这说明GMP并非只是“暂时停留”，而是能在体内形成一波供者来源髓系生成（donor-derived myelopoiesis）。 这个差异很关键。成熟巨噬细胞像一次性效应细胞；GMP则更像上游生产单元，能在体内持续补给单核细胞、巨噬细胞和粒细胞。 从抗感染到抗肿瘤：先证明这些细胞真的能工作 如果GMP在体内扩增和分布，但产出的细胞功能不行，平台价值就会大打折扣。研究人员用慢性肉芽肿病（chronic granulomatous disease, CGD）小鼠测试其抗感染功能。CGD模型的吞噬细胞氧化杀菌能力有缺陷，因此对细菌感染高度敏感。 在金黄色葡萄球菌（S. aureus）感染模型中，GMP输注显著减少肝脓肿数量，差异达到P<0.0001；脾脏重量也明显下降，P=0.0037。生存曲线有改善趋势，但P=0.124，不能过度解读为明确生存获益。在洋葱伯克霍尔德菌（B. cepacia）感染模型中，GMP输注明显降低血液细菌负荷，P<0.0001，并显著提高生存率，P=0.0076。 这一步证明了一个基础事实：扩增GMP在体内产生的髓系细胞不是摆设，而能恢复先天免疫（innate immunity）功能。只有跨过这一关，后续CAR工程才有意义。 给GMP装上CAR：工程化效率是成熟巨噬细胞难以比拟的 成熟巨噬细胞很难高效基因改造，是CAR-M发展的瓶颈之一。研究人员直接比较了人源GMP与CD14⁺单核细胞来源巨噬细胞的递送效率。结果很清楚：成熟巨噬细胞无论逆转录病毒、慢病毒还是质粒递送，效率都很低；hGMP则对慢病毒转导非常友好，MOI为20时转导效率约超过60%。 这意味着，祖细胞状态本身可能是工程化成功的关键变量。研究人员还展示了GMP可接受mRNA递送、CRISPR-Cas9敲除，以及连续慢病毒工程化，例如先导入αCD19 CAR，再敲除SIRPα。这为多重工程设计留下了空间。 功能测试中，αCD19 CAR-GMP分化来的巨噬细胞可以有效吞噬CD19⁺ B急性淋巴细胞白血病（B-ALL）细胞；加入抗CD47抗体后，吞噬率进一步提高，约接近90%。在特异性测试中，αCD19 CAR-M主要吞噬B-ALL细胞，αHER2 CAR-M则主要吞噬HER2⁺ SK-BR-3细胞。也就是说，这不是非特异炎症吞噬，而是抗原依赖的识别与吞噬。 体内结果同样有分量。在CD19⁺ B-ALL异种移植模型中，研究人员在建模后21天输注1×10⁷个αCD19 CAR-hGMP。到第80天，10只治疗小鼠中有6只外周血疾病负荷维持在极低或不可检测水平；对照组10只小鼠在第38天前全部死亡，治疗组生存显著改善，P<0.0001。 在HER2⁺ SKOV3实体瘤模型中，αHER2 CAR-hGMP也显示强效。治疗组肿瘤发光信号在观察期内接近完全被压制，生存显著优于对照，P<0.0001。更重要的是，hGMP来源细胞能大量进入肿瘤，也能在脾和肝中被检测到。这正是成熟巨噬细胞治疗常常难以做到的部分。 CAR-Fc：让宿主免疫系统接过抗原 常规CAR-GMP可以吞噬肿瘤，但还有一个更深的问题：如果抗原处理只停留在供者工程细胞内部，宿主抗原呈递细胞（antigen-presenting cells, APCs）网络就很难被充分调动。尤其在同种异体（allogeneic）治疗中，供者和受者主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC）不匹配，供者细胞即使吞噬了肿瘤，也未必能有效激活宿主T细胞。 为了解决这个问题，研究人员设计了CAR-Fc结构：在CAR胞外区加入免疫球蛋白G1 Fc结构域（IgG1 Fc domain）。这个设计保留CAR细胞自身吞噬能力，同时让附近表达Fc受体（Fc receptor）的宿主吞噬细胞能够识别CAR-Fc与靶细胞形成的复合界面，从而发生“跨细胞”吞噬（trans phagocytosis）。 混合品系共培养实验把这个机制拆得很清楚。BALB/c来源的CAR-GMP巨噬细胞作为供者，C57BL/6来源的巨噬细胞和OT-II CD4 T细胞作为宿主侧。目标细胞表达HER2和OVA肽。只有当C57BL/6宿主APC摄取并呈递OVA肽时，OT-II T细胞才会被激活。结果显示，常规CAR和CAR-Fc都能进行自身吞噬（cis phagocytosis），但只有CAR-Fc能诱导宿主巨噬细胞跨细胞吞噬，并带来明显OT-II T细胞增殖和细胞因子释放。CAR-Fc组干扰素γ（interferon γ, IFN-γ）约达到600 pg/ml，IL-2约接近400 pg/ml，而常规CAR组和对照组都很低。 这个设计的意义不只是“多吞一点”。它把肿瘤抗原从供者细胞手里转交给宿主APC网络，让宿主T细胞有机会参与进来。 在同种异体A20淋巴瘤模型中，常规αCD19 CAR-GMP只能 modestly 延缓肿瘤进展，而αCD19 CAR-Fc-GMP显著压低肿瘤负荷。到第60天，CAR-Fc组9只动物中有5只仍存活；CAR-Fc相对常规CAR的生存优势P=0.007。 在HER2⁺ 4T1乳腺癌原位模型中，CAR-Fc组肿瘤内CD3⁺ T细胞和颗粒酶B⁺（granzyme B, GZB⁺）细胞密度更高，肿瘤体积更小，生存也更长。研究人员报告，CAR-Fc组中位生存期大约是对照组的两倍。这里传递出的信息很明确：CAR-Fc并没有让供者细胞永久存在，却让短暂存在的供者细胞更有效地启动宿主免疫。 一个意外靶点：MPO限制了GMP的增殖寿命 这篇研究还有一个容易被忽略但很有启发性的部分：为什么SCF/2i能让GMP长期扩增？ GDC-0879是BRAF抑制剂，这一点相对清楚。其他BRAF抑制剂如SB590885和PLX8394也能部分替代其作用。但SKL2001原本被认为与Wnt/β-catenin通路相关，结果却不符合预期：CHIR99021、Wnt agonist 1和Wnt3a都不能复制SKL2001效果，Wnt通路抑制剂IWR1、FH535也不能阻断扩增。β-catenin缺失的mGMP仍能在SCF/2i中正常扩增。 研究人员进一步用化学蛋白质组学寻找SKL2001相关靶点，发现髓过氧化物酶（myeloperoxidase, MPO）是主要富集蛋白，分子量约81 kDa。MPO通常被认为是成熟粒细胞杀菌相关酶，但这里它出现在GMP增殖控制中。 竞争培养实验更直接：Mpo敲除GMP与野生型GMP按1:1混合培养。没有SKL2001时，Mpo敲除细胞逐渐占优势，野生型MPO阳性细胞比例降到约5.75%；加入SKL2001后，这种优势消失，MPO阳性细胞维持在约54.8%。这说明药物抑制MPO在功能上类似于遗传敲除MPO。 两个结构不同的MPO抑制剂verdiperstat和mitiperstat也能复制GMP持续扩增效果。表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）显示SKL2001可逆结合小鼠MPO，TN2-30可逆结合人MPO；酶活实验显示SKL2001和TN2-30分别抑制小鼠和人MPO的氯化活性。这把“可扩增GMP平台”从经验配方推进到了机制层面：MPO可能是限制GMP增殖寿命和状态稳定性的关键内在刹车之一。 这项研究真正打开的问题 小鼠和人源GMP可以在定义条件下长期扩增，同时保留GMP身份和髓系分化能力；GMP比成熟巨噬细胞更容易基因工程化；CAR-GMP能在小鼠模型中产生抗原特异性抗肿瘤效果；CAR-Fc能把抗原处理进一步接入宿主APC-T细胞轴。 未来髓系细胞治疗的关键，可能不是把成熟巨噬细胞改得越来越强，而是把工程化位置前移到可扩增、可分化、可持续供给的祖细胞阶段。这个逻辑一旦成立，细胞治疗设计的核心参数就会从“单个效应细胞有多强”转向“体内髓系输出如何被编程”。 但也必须保持谨慎，人源hGMP的主要体内疗效是在NSG免疫缺陷小鼠中完成的，不能完全代表真实患者免疫环境；肿瘤模型集中在CD19和HER2两个靶点，尚不能说明对更多抗原和复杂肿瘤微环境都有效；同种异体GMP在免疫完整宿主体内仍会被逐步清除，CAR-Fc解决的是抗原转交和T细胞激活问题，并不是彻底解决免疫排斥。祖细胞产品还涉及长期安全性、罕见克隆事件、异位炎症、组织重塑等风险，这些都需要更大队列、更长观察和更严格释放标准。 这项研究没有只给CAR细胞治疗增加一个新构件，而是提出了一个更底层的问题：我们究竟应该工程化一个已经走到终点的效应细胞，还是工程化一个能够在体内继续产生效应细胞的发育节点？ 如果CAR-T代表“给T细胞装上雷达”，那么GMP平台代表的是另一种设计思路：给髓系生成过程本身写入方向。真正值得期待的，也许不是某一种细胞瞬间变强，而是免疫系统被重新组织起来，持续、定向、可控地把肿瘤抗原交给该接手的细胞。 参考文献 Yue S, Guo Z, Pan C, Jing XA, Tao L, Nguyen T, Tang J, Chan Y, Contreras-Trujillo H, Jiang D, Yan X, Xiang H, Liu X, Bloom C, Ediriwickrema A, Koschade S, Wang X, Wang Z, Shu N, Shi Y, McKim DB, Lu R, Majeti R, Zhang C, Ying QL. Expansion and CAR engineering of granulocyte-monocyte progenitors for cellular immunotherapy. Cell. 2026 Jun 19:S0092-8674(26)00643-4. doi: 10.1016/j.cell.2026.05.043. Epub ahead of print. PMID: 42320470. 声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！ 往期热文： Nature Genetics | 父母的基因，也会“绕路”影响孩子吗？一项家系研究给多基因评分装上了“防偏差雷达” Cell | 肺癌发生前5年，血液可能已经听见了风声 Nature Methods | 把“读脑”和“控脑”装进同一根探针：Neuropixels Opto为什么值得关注？ Cell | 一个细胞里，转录因子究竟坐在基因组哪里？ Nature | 肿瘤细胞为何怕“铁”？一个小分子，改写了铁死亡的故事 Nature | 两百万个细胞告诉我们：IBD风险不只藏在基因里，还藏在“哪一种细胞”里 Nature Biotechnology | 抗体进了身体，为什么到不了肿瘤深处？单细胞空间图谱揭开实体瘤递送屏障 Nature Biotechnology | 细胞不是“拼图”：它们如何自己长出形状？ Nature Genetics | 阿尔茨海默病的遗传拼图，又多了16块 Nature Biotechnology | 基因编辑的下一道门槛：不是剪得准，而是把“修好的细胞”挑出来

引言 上皮—间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition, EMT）常被描述为细胞从“安静排列”走向“主动迁移”的过程。这个过程与胚胎发育、器官形成、伤口修复和肿瘤转移都有关。但一个长期问题是：当我们说一个细胞“发生了EMT”，究竟指什么？是E-cadherin下降？N-cadherin上升？细胞开始迁移？细胞连接解体？还是它穿过基底膜（basement membrane）？ 6月15日，《Nature Methods》的研究报道“A human induced pluripotent stem cell model for the holistic study of epithelial-to-mesenchymal transitions”，给出了一个很值得细品的答案。研究人员用人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cells, hiPS cells）建立了一个可成像、可量化、可比较的EMT模型，把二维（2D）细胞集落和三维（3D）腔样体（lumenoid）放在同一实验平台里观察。它最有意思的地方，不是再次证明EMT会发生，而是揭示：同样的分子程序，放进不同的空间结构里，细胞“离开”的时间会明显不同。 同样是EMT，二维和三维不是同一场戏 研究人员设计了三种主要起始结构。第一种是普通二维集落（2D colony），细胞像一层上皮样薄片贴在玻璃底面。第二种是贴附性更强的二维PLF集落（2D PLF colony），基底由poly(D-lysine)、laminin和fibronectin组成，细胞更扁、更铺展。第三种是三维腔样体（3D lumenoid），细胞围成一个空心球，顶端面朝向中央腔，基底面朝外，并被一层由细胞自身沉积的基底膜包围。 为了诱导EMT，研究人员主要使用CHIR99021抑制GSK3β，从而激活Wnt信号通路（Wnt signaling pathway）。他们还测试了BMP4诱导EMT，发现三种结构中也能出现相似的EMT表型；用BMP受体抑制剂LDN-193189处理后，BMP4诱导的迁移会被延迟或阻断。这说明模型不是只对某一种化学处理敏感，而是能承载不同上游诱导方式。 在成像规模上，这项研究非常“重”。研究人员生成了95个单平面活细胞延时视频、795个三维Z-stack活细胞延时视频，以及2648张固定细胞三维Z-stack图像，并配套了标准化元数据和注释。对于一个研究EMT动态过程的体系来说，这不是零散观察，而是接近“影像数据库”的设计。 迁移时间的差异，首先把问题推向了空间结构 最直观的数据来自细胞开始迁移的时间。研究人员用细胞在玻璃底面的足迹面积（footprint area）来定义迁移起始时间：当底部两个Z层中的细胞区域面积出现快速上升，说明细胞开始向外扩散迁移。 关键数据：三维腔样体迁移明显更晚 在H2B–mEGFP细胞系中，三维腔样体EMT的迁移起始时间中位数是27.0小时，范围为20.0–32.5小时。相比之下，二维集落EMT为21.0小时，范围18.5–25.0小时；二维PLF集落EMT为22.5小时，范围18.5–25.0小时。二维两组之间没有显著差异，但三维组明显更晚。换句话说，同样诱导EMT，细胞在三维腔样体中平均要多等约4.5–6小时才真正迁移出去。 这个结论并非只出现在一个细胞系中。研究人员在另外五个带荧光标记的hiPS细胞系中重复分析，包括Brachyury、Eomes、E-cadherin、SOX-2和ZO-1报告细胞系，均观察到三维腔样体中的迁移起始相对二维条件延迟。这里的关键不是“3D更复杂”这句泛泛之谈，而是：空间结构本身可能改变EMT中不同事件之间的时间关系。 研究人员还排除了一个技术疑问：是否因为他们只在玻璃底面测迁移，所以错过了三维空间中更早发生的细胞外出？为此，他们又建立了另一种方法，追踪细胞核相对于基底膜网格的位置，判断细胞是否从腔样体内部穿出到基底膜外。两种方法得到的迁移起始时间高度一致，校正后散点拟合的R²为0.71，说明“底面足迹面积法”基本能反映三维腔样体中细胞穿出基底膜的时间。 分子标志物很重要，但它们不是全部答案 如果迁移晚了，最自然的问题是：是不是三维腔样体里的EMT分子程序启动得更晚？ 研究人员用8种EMT相关抗体做了固定细胞检测，覆盖转录因子Brachyury、Eomesodermin（Eomes）、Snail、Twist 1，细胞连接相关蛋白E-cadherin和N-cadherin，中间丝标志物Vimentin，以及表观遗传标志物H3K36me2。样本在EMT诱导后每4小时固定一次，覆盖0–48小时。三种条件下的Z-stack图像数量分别达到1041、1026和1040张。 经典的cadherin switch确实出现了：E-cadherin整体下降，N-cadherin整体上升。但细节比教科书式描述更复杂。三维腔样体起始时E-cadherin较高，随后下降；二维集落起始时E-cadherin较低，却在诱导后先短暂上升，再下降到很低水平。这个短暂上升大约出现在前20小时，恰好与二维条件下由稀释Matrigel推动的初生腔样体形成重叠。一个合理推断是：二维细胞在EMT过程中并不是简单地“从上皮走向间质”，它们可能先经历一种更上皮样的组织化过程，再进入迁移程序。 活细胞报告系统进一步揭示了分子事件与迁移之间的错位。SOX-2作为干性标志物，在三种结构中都随EMT诱导逐步下降；Brachyury和Eomes先升高后下降；E-cadherin下降。把所有条件合并分析时，Brachyury峰值时间与迁移时间的相关系数为0.52，P值为1.1×10⁻⁶；Eomes峰值时间与迁移时间相关更强，相关系数为0.74，P值为8.8×10⁻²¹；E-cadherin下降拐点与迁移时间的相关系数达到0.81，P值为9.9×10⁻¹⁴。相反，SOX-2半最大下降时间与迁移起始没有相关性。 更值得注意的是时间顺序：SOX-2下降发生得较早，但不能预测迁移；E-cadherin下降拐点略早于迁移；Eomes峰值接近迁移；Brachyury峰值反而常在迁移之后。也就是说，EMT不是一个所有指标同时翻转的开关，而是一组并不同步的事件。把其中任何一个标志物当作EMT的唯一读数，都可能过度简化这个过程。 细胞连接先松动，但三维细胞未必马上能走 E-cadherin与迁移时间关系最稳定，但E-cadherin既涉及表达水平，又涉及细胞连接位置变化。研究人员因此进一步观察紧密连接蛋白ZO-1（zonula occludens-1），用mEGFP–ZO-1细胞系追踪顶端连接网络（apical junctional network）。 在二维集落和三维腔样体中，迁移前ZO-1网络都会收缩。二维集落中，细胞底层变厚，ZO-1网络向上移动；三维腔样体中，腔壁也出现类似增厚和顶端网络重塑。单细胞分析显示，ZO-1勾勒出的顶端面会先收缩、闭合，然后消失，这符合顶端收缩（apical constriction）和细胞脱层（delamination）的过程。 关键差异在于：二维条件下，细胞开始迁移的时间几乎与ZO-1网络收缩同步；三维腔样体中，ZO-1网络已经重塑，迁移却要晚一些才发生。这就提出一个很重要的解释：三维腔样体里的细胞可能已经完成脱层，具备迁移倾向，但它们还被外侧的基底膜“关”在里面。 这不是文学化表达，而是被影像直接支持。三维腔样体在形成过程中会沉积明亮、连续的collagen IV外壳；二维条件下，collagen IV信号弱得多，通常只在周边或玻璃表面可见。研究人员还用另一种基底膜成分nidogen-1验证，看到与collagen IV相似的空间模式，说明观察到的确实是基底膜相关结构，而不是单一抗体造成的假象。 真正拖慢迁移的，可能是一层“门槛” 如果基底膜是屏障，那么改变它的完整性应该会改变迁移时间。研究人员做了两个方向相反的扰动。 第一，加入IV型胶原酶（type IV collagenase）消化collagen IV。结果符合预期：胶原酶浓度越高，迁移越早。剂量与迁移起始时间之间呈负相关，Spearman ρ为−0.45，P值为2.0×10⁻⁷。不同浓度组的样本量从11到25不等。抗collagen IV信号也随处理减弱，支持基底膜确实被消化。 第二，加入广谱基质金属蛋白酶抑制剂ilomastat，阻断MMP介导的基底膜降解。一个生物学重复中，迁移起始时间随抑制剂浓度升高而延迟，Spearman ρ为0.91，P值为2.3×10⁻⁷；另外两个重复中有两个支持类似趋势。这里要注意不确定性：MMP抑制实验每组样本量较小，且三个重复并非完全一致，因此更适合被看作支持性证据，而不是单独决定结论的证据。 这些结果共同支持一个模型：二维EMT中，基底膜尚未形成足够完整的屏障，细胞一旦脱层，很快就能迁移；三维腔样体EMT中，细胞脱层后还要等待或制造穿越基底膜的机会。成像中可以看到基底膜变得波状，随后出现类似孔洞或穿孔的开口，细胞会从这些开口进出，甚至出现短暂的来回运动。于是，迁移起始不只是由细胞内部的EMT程序决定，还取决于外部环境是否允许细胞离开。 这项研究真正改变的，是我们定义EMT的方式 这项工作最有价值的地方，是把EMT拆成了几个可同时观察的维度：功能上的迁移，分子上的标志物变化，组织结构上的细胞连接重塑，以及环境层面的基底膜完整性。它提醒我们，EMT不是一句“E-cadherin下降、N-cadherin上升”就能概括的过程。 一个细胞可以已经失去部分上皮特征，却还没有迁移；也可以已经发生连接重塑，却因为基底膜存在而暂时不能离开。反过来，若只看细胞是否迁移，也可能忽略早已发生的分子和结构变化。 对于发育生物学，这提供了一个更可控的人源模型，用于研究类似原肠运动（gastrulation）中的脱层和迁移。对于肿瘤转移研究，它也提示：癌细胞是否表达EMT标志物，与它是否真正突破基底膜，可能并不是同一个问题。对于药物筛选和疾病建模，hiPS细胞体系还带来一个优势：未来可以把个体遗传背景、特定突变或CRISPR扰动放入同一成像框架中，比较它们如何改变EMT的不同阶段。 同样，该研究的局限也不能忽略。这是一个体外模型，不等同于真实胚胎或肿瘤组织。Matrigel来自小鼠基底膜成分，虽然实验中用人特异性collagen IV抗体区分了hiPS细胞自身沉积的基底膜，但体系仍然是简化环境。二维和三维结构的差异也不只包括“形状”，还包含细胞受力、黏附、基底膜沉积时间和局部微环境等多个变量。因此，最稳妥的读法不是说“三维一定让EMT变慢”，而是说：在这个标准化hiPS模型中，完整基底膜会把细胞脱层与实际迁移解耦，并显著影响迁移起始时间。 也正因为如此，这项研究值得关注。它没有把EMT变成更简单的概念，反而让我们看见它本来的复杂性：细胞要“改变身份”，要“松开邻居”，还要“穿过环境”。只有当这几件事被放在同一个动态画面中观察，我们才更接近理解EMT真正发生了什么。 参考文献 Hookway C, Borensztejn A, Harris LK, Barszczewski T, Carlson S, Dalgin G, Mishra S, Adams EM, Dixon JC, Dupar RJ, Edmonds JH, Ehlers EA, Ferrante AJ, Fuqua MA, Gamlin CR, Garrison P, Gopalan J, Gregor BW, Hedayati MJ, Hurless VL, Klein KN, Leveille CL, Meharry SL, Mercado R, Morris HS, Nadarajan G, Nivedita N, Oluoch SA, Parent SE, Phan A, Roberts B, Samudre A, Sanchez EE, Sluzewski MF, Snyder LS, Thirstrup DJ, Thorp HF, Thottam JP, Torvi JR, Turman G, Viana MP, Wilhelm L, Wijesooriya CS, Yao J, Theriot JA, Gunawardane RN, Rafelski SM. A human induced pluripotent stem cell model for the holistic study of epithelial-to-mesenchymal transitions. Nat Methods. 2026 Jun 15. doi: 10.1038/s41592-026-03096-9. Epub ahead of print. PMID: 42298070. 声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！ 往期热文： Science | 肿瘤里悄悄长出的“免疫据点”：为什么同样有TLS，有些患者预后更好？ Cell | 大脑“垃圾”从哪里离开？一张被重新绘制的清除地图 Nature Biotechnology | 当单细胞大模型开始回答：一个基因到底有多重要？ Nature | 年龄只是表象：转录组死亡时钟揭示疾病、损伤与复壮的共同轨迹 Nature Biotechnology | 当蛋白质组学不再只问“有没有”，而开始追问“有多少” Nature | 我们以为线粒体DNA在“变老”，新研究却把答案指向了血液克隆 Cell | KRAS不只在膜上“发号施令”：它还能把自己凝成液滴，推动肠癌生长 Nature | 炎症退场后，造血干细胞还在“记账” Nature Biotechnology | 把产检从“快照”变成“连续剧”：一枚超声贴片，能提前看见胎儿的危险信号吗？ Nature | 人类胚胎不是“小号人体”：一张空间转录组图谱揭开4到8周的发育调度