體細胞重編程是研究細胞命運轉變的重要模型，然而受到重編程效率以及細胞異質性強等問題的幹擾，精確的重編程細胞命運變化路徑及調控機製尚鮮有報道。2019年2月14日，betway体育下载 陳捷凱研究組和裴端卿研究組合作在國際學術期刊Molecular Cell在線發表題為Resolving Cell Fate Decisions during Somatic Cell Reprogramming by Single-Cell RNA-seq的研究論文。該項研究結合高效體細胞重編程和單細胞RNA-seq技術，揭示了小鼠體細胞重編程過程中細胞命運的動態變化過程。

　　如何解讀單細胞測序數據，並從中獲得真實有效的信息是本項研究的難點之一。研究人員針對性地開發了Single-cell Orientation Tracing (SOT)新算法，通過深入分析OCT4/SOX2/KLF4（OSK）重編程單細胞測序數據，發現並通過功能實驗驗證了由重編程之一的轉錄因子KLF4產生的非重編程分支，以及由細胞因子IFN-γ帶來的多能性建立障礙。對比OSK重編程係統，研究人員還對化合物誘導體細胞重編程體係進行單細胞測序分析，發現利用SOT算法同樣能夠將混合在一起的不同時間點的細胞樣品，清晰的繪製出重編程路線以及非重編程分支。這些研究表明，盡管體細胞在不同的重編程方法下，經曆的分子路徑以及產生的非重編程分支不同，但都遵循細胞命運變化過程中的分支現象。基於此，研究人員提出了廣泛適用於細胞命運決定的分支模型（bifurcation model），並且提供了利用單細胞測序分析複雜命運變化的研究中“發現分支——預測原因——功能驗證”的研究範式。

　　隨著單細胞技術日新月異的發展和應用，準確有效地解讀數據提供的信息尤為重要。本項研究提供了利用單細胞測序數據研究細胞命運動態變化的新方法，通過發現細胞命運分支的產生，找到影響分支產生的原因，更好的實現對生理或病理條件下細胞命運變化理解，實現控製細胞命運變化的目標。

　　該研究得到了中國科學院戰略先導專項、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會、廣東省、廣州市等項目的資助。