北京时间2021年2月10日凌晨，国际学术期刊《细胞—干细胞》在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周斌团队与上海市胸科医院何奔团队题为“ASuiteofNewDre-recombinaseDriversMarkedlyExpandstheAbilitytoPerformIntersectionalGeneticTargeting”的研究论文。
在该研究中，他们构建了多种基于Cre-loxP和Dre-rox双同源重组酶系统的遗传工具小鼠，设计了多种遗传示踪和靶向操作的新策略，不仅实现了更为精准地遗传谱系示踪和遗传靶向操作，还极大的拓宽了遗传示踪和靶向操作技术使用范围。
利用新的遗传工具和策略，他们首先对脂肪组织进行了深入系统的研究，发现了成体脂肪干细胞。该研究创建的遗传新工具和策略适用于多种组织器官的发育、疾病和再生等研究，为深入了解器官发育，组织稳态和再生过程中细胞起源及命运调控机制提供了更多更强大的遗传工具。
为解决以上科学争议，中科院分子细胞卓越中心博士研究生韩溪檬、张震芊、朱欢以及副研究员何灵娟（现为西湖大学研究员）在周斌研究员和何奔研究员的共同指导下，合作创建了多种新的Dre和Cre工具小鼠，并结合Cre-loxP和Dre-rox双同源重组酶系统，对脂肪组织中PDGFRb+的细胞和PDGFRa+的细胞进行遗传谱系示踪，结果发现了一个既表达PDGFRa又表达PDGFRb的细胞亚群。
利用双同源重组的谱系示踪技术，他们实现了将PDGFRa单阳性细胞、PDGFRb单阳性细胞和PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞在一个小鼠体内同时进行特异性标记。在冷刺激环境下，发现只有PDGFRa单阳性细胞和PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞才会转分化形成脂肪细胞，并揭示PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞群具有更强的产生新脂肪细胞的能力，该研究首次发现了PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞是成体脂肪干细胞（图1）。
进一步对小鼠脂肪组织进行单细胞转录组测序发现，PDGFRa单阳性细胞亚群和PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞亚群在基因表达水平上是具有显著差异的（图2）。PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞亚群会高表达Cxcl14,Steap4和Col15a1等基因，而PDGFRa单阳性细胞亚群则高表达Pi16,Sbsn和Dpp4等基因。同时发现PDGFRa/PDGFRb双阳性细胞亚群中的上调基因与细胞外组织结构、血管发育、对伤口的应激以及脂肪细胞分化等信号调控等相关。
迄今为止，由于遗传工具小鼠的局限性，缺乏特异性靶向白色脂肪细胞和特异性靶向淋巴管内皮细胞的遗传工具。现有的脂肪细胞Cre工具小鼠会同时靶向白色脂肪细胞和褐色脂肪细胞，而现有的淋巴管内皮细胞Cre的工具小鼠，例如Prox1-Cre在靶向淋巴管内皮细胞的同时也会靶向心肌细胞、肝细胞和神经细胞等其它类型细胞。周斌研究组和何奔研究组在该项研究中创建了更精确的基因靶向策略，通过利用双同源重组的交叉遗传学设计了“NOT”和“AND”两种遗传策略，能实现更精准的谱系示踪和遗传靶向操作，用于体内基因功能的研究。
利用“NOT”策略，他们创建了白色脂肪细胞的特异性靶向工具；利用“AND”策略，他们创建了淋巴管内皮细胞特异性的遗传靶向工具。“NOT”逻辑策略类比于数学集合中的取补集过程，即把所有的脂肪细胞看作集合S，褐色脂肪细胞群为S的一个子集A,白色脂肪细胞群就是取子集A在S中的补集。“AND”的逻辑学策略类比于数学集合中的取交集过程，即把内皮细胞群（血管内皮细胞、淋巴管内皮细胞等）类比于集合A，PROX1标记的所有细胞（淋巴管内皮细胞，神经细胞，心肌细胞，肝细胞，晶状体上皮细胞和纤维细胞等）类比于集合B，淋巴管内皮细胞就是取A和B的交集。
为拓展双同源重组遗传谱系示踪技术的应用，该研究分别介绍了“NOT”(比如白色脂肪特异性靶向工具)与“AND”(比如淋巴管内皮细胞特异性靶向工具)的应用，为进一步研究白色脂肪细胞与淋巴管内皮细胞的功能调控机制研究提供了更精准的遗传靶向操作工具（图3）。
