Cell Systems | 厦门大学周达/胡政课题组发展非时齐单细胞种系动力学模型解析组织发育与肿瘤演化机制

本研究由厦门大学周达教授团队和中国科学院深圳先进技术研究院胡政研究员团队合作，提出了名为scPhyloX的单细胞演化动力学推断框架，旨在解析器官发育稳态调控和肿瘤演化的动力学机制。研究团队针对器官发育和肿瘤演化等不同生物学场景，建立了具有多层级结构的群体动力学模型，并开发了单细胞种系动力学推断算法。该算法突破了传统固定参数模型的局限，能够精准定量推断多层次发育结构和时变参数演化等复杂场景。研究发现，果蝇器官发育过程中干细胞通过“过度分裂”模式降低发育期细胞死亡率并减少有害突变积累，而人类造血干细胞则采用“持续增长”模式维持组织稳态。此外，研究还量化了肿瘤生长中优势克隆的自然选择强度，发现肿瘤早期演化呈现低突变率、高选择强度的规律，说明肿瘤亚克隆扩张主要由优势克隆的扩增驱动而非突变积累。该研究为组织发育原理与疾病进展提供了新的定量理论工具。