4月26日，國際學術期刊《Circulation》在線發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所周斌研究組的研究成果“Genetic Lineage Tracing of Non-myocyte Population by Dual Recombinases”。該研究工作利用新建立的雙同源重組技術（DeaLT）揭示了在胚胎心臟發育、成體心臟穩態維持及損傷修復、成體骨骼肌穩態維持和損傷修復過程中，非肌肉細胞分化形成肌肉細胞的潛能。
南模生物為該研究構建了超過15種小鼠模型。
待解決問題:如何排它性地分別標記非肌肉細胞和心肌細胞？
解決方法:
利用DeaLT 雙同源重組示蹤報告基因系統（Dual-recombinase-activated lineage tracing）將 Dre-rox 重組系統與傳統的 Cre-loxP 重組系統結合起來，交錯的 loxP 和 rox 位點可以在 Cre-loxP 或 Dre-rox 重組后切除另一套重組系統，在可能引起重組酶異位表達的細胞中將另一套重組酶的識別位點切除掉，從而有效地阻止異位重組，使細胞排它性地被標記上 ZsGreen 或 tdTomato 熒光，增加譜系示蹤結果的準確性。
根據 loxP 和 rox 的位置順序不同，分為 IR 和 NR 兩種報告基因系統。
方案一:IR
先用心肌細胞Marker的Dre使心肌細胞被標記上tdTomato紅色熒光；
再用誘導型Cre，在藥物誘導后表達Cre重組酶，將除了心肌細胞以外的所有非心肌細胞都永久標記上ZsGreen綠色熒光；
如果非肌細胞向肌細胞轉化，那么由非肌細胞轉化而成的新生心肌細胞將是ZsGreen綠色熒光標記的。所以只需要在心肌再生過程中尋找是否有帶綠色熒光的心肌細胞即可。
方案二:NR
首先心肌細胞Marker的Dre和廣泛型表達的Cre將細胞分為兩類，一類是表達tdTomato紅色熒光的肌細胞，一類是表達ZsGreen綠色熒光的非肌細胞；
如果發生非肌細胞向肌細胞的命運轉化，那么在新肌細胞生成過程中，心肌細胞Marker的Dre會介導原來綠色熒光標記的細胞被標記上tdTomato紅色熒光，因此會同時存在綠色和紅色兩種標記均陽性的新生肌細胞，產生黃色熒光信號。
心臟作為脊椎動物最重要的器官之一，主要功能是為血液流動提供動力。心臟發生心肌梗塞后造成心肌細胞大量死亡，心臟功能受到影響。成體心臟是否存在心肌干細胞一直存在爭論，之前的研究利用傳統的遺傳譜系示蹤技術認為在成體心臟中存在心肌干細胞，例如Kit+心肌干細胞、Bmi1+心肌干細胞、Scal1+心肌干細胞、Islet+心肌干細胞等，但由于這些心肌干細胞的分子標記本身就表達于部分心肌細胞中，因此這些假設的心肌干細胞向心肌細胞的分化潛能仍受到質疑。
在最新的這篇研究成果中，研究人員利用雙同源重組技術同時對肌肉細胞和非肌肉細胞進行譜系示蹤，系統揭示非肌肉細胞向肌肉細胞分化的潛能.
為了明確非肌肉細胞中是否存在假定的心臟干細胞CSC，研究人員設計了標記所有非肌肉細胞譜系的新系統。利用DeaLT-IR1報告基因小鼠（見下圖），交錯的loxP和rox位點可以在Cre-loxP或Dre-rox重組后切除另一套重組系統，從而使細胞排它性地被標記上ZsGreen或tdTomato熒光。
如何利用該系統來分別標記肌細胞和非肌細胞呢？需要將 Tnnt2-Dre（Tnnt2是心肌細胞Marker）、R26-iCre（由R26-rtTA與TRECre交配獲得，可在強力霉素 Dox 誘導下表達 Cre）和 IR1報告基因小鼠3種小鼠交配在一起，獲得 Tnnt2-Dre; R26-iCre; IR1小鼠：Tnnt2-Dre首先標記表達Dre的肌細胞；并且在強力霉素（Dox）處理后，R26-iCre 標記除肌細胞外的所有細胞（圖1A,B）。該雙同源重組系統中用tdTomato來標記肌細胞、用ZsGreen來標記非肌細胞。
圖1. A-B
首先，用這套系統研究在胚胎心臟中非肌細胞向肌細胞的轉化。在胚胎心臟發育早期，Isl1+的心肌干細胞可以貢獻第二心區的心肌細胞，例如，心臟的流出道，右心室部分的心肌細胞，以及左心室和心房非常少量的心肌細胞均來自于Isl1+的心肌干細胞（圖1C）。Isl1-CreER;R26-tdTomato小鼠在E8.0天給予他莫昔芬誘導，在E13.5天右心室被標記上紅色熒光（圖1D）。
圖1. C-D