审稿人亲手做4张图质疑，华科教授决定“背水一战”
审稿人亲手做4张图质疑，华科教授决定“背水一战”
去年9月19日晚上，郭峥骑电动车到单位门口。车刚停稳，手机就弹出消息，那是Nature编辑部发来的邮件。
在微弱的路灯下，他满怀期待地打开邮件：“We regret to tell you...（我们很遗憾地告诉您……）”看到这里，华中科技大学教授郭峥心凉了一截：这是一封拒稿信。顺着往下翻，他看到了4张并不属于他们论文的图表。
“这是什么？”郭峥满心疑惑，仔细一看，居然是审稿人亲自做的图。对方数学建模后，跑了不到100次的模拟，认为郭峥团队的数据“可以吻合”，但也有其他解释的可能。郭峥快步走进实验室，告诉两位共同一作、华中科技大学博士童东和李安奇：“论文被拒了。”师徒三人立马默契地围坐在一起分析拒稿理由。
从2016年算起，这个团队在“肠道干细胞成比例分化之谜”研究上已坚持了10年。一路上，师徒三人始终信心满满，如今看到拒稿信，他们决定“背水一战”。
所幸，他们最终成功了。相关成果日前正式发表于Nature。
研究成功登上Nature
发现“8+1”
这项研究的创意，来源于更早的2007年。彼时，美国科学家Benjamin Ohlstein与Allan Spradling在Science发表论文，发现果蝇肠道内分泌细胞在上皮中稳定占比约10%，并用Delta—Notch信号的强弱解释两类子代细胞的命运。
当时仍在读博的郭峥被这篇文章吸引，认真读完后，仍觉得他们的解释“还不够解渴”：“什么叫强、什么叫弱？为什么偏偏是10%？”带着这些疑问，他向Ohlstein发去邮件，提出自己的问题。对方很快给予回应，并发出邀请。2011年郭峥进入Ohlstein位于美国哥伦比亚大学的实验室做博士后。
郭峥选择了一个最朴素的办法——数数，以量化的手段去攻克难题。别人四五天只选3个时间点观察，他每隔一两个小时解剖一批果蝇，更加细致地收集量化数据。
一次观察至凌晨时，他捕捉到蛹形成43小时时，肠道干细胞正通过不对称分裂产生内分泌细胞。此后，他又统计上千个蛹期肠道上皮细胞，发现内分泌细胞与干细胞的比例恰好是1:1。
“只要是1:1，就一定存在规律。”经过几年研究，郭峥与导师发现，1:1是由于肠道干细胞像神经干细胞一样，利用不对称分裂产生肠道内分泌细胞。
肠道内分泌细胞产生后，会表达Delta信号，反过来告诉干细胞“不要再造我了，去造上皮细胞”。这一“双向Notch信号”机制于2015年发表于Science。这次顶刊经历让郭峥更加相信，精细量化分析能揭示生命规律。
2016年，郭峥回国，在华中科技大学同济医学院建立实验室。“当时对于肠道内分泌细胞在表皮中占比为什么是‘10%’的研究是一片空白，这激发了我的好奇心。”他由此将果蝇肠道干细胞的成比例分化确定为研究方向。
2017年春，硕士刚毕业的童东正在寻找新的研究方向。“我读了郭老师在国外做的成果，怀着‘仰慕之情’联系上了郭老师。”童东回忆。
那年4月，童东来到郭峥的办公室。没用PPT，两人纯粹谈科学：成虫期肠道干细胞什么时候产生内分泌细胞？为什么内分泌细胞稳定占比10%？从下午聊到天色渐暗，两人越聊越投机。
回想起博士后阶段靠量化分析取得的突破，郭峥对童东说：“童东，你来吧，咱们一起数数。”
童东加入实验室，经过约半年的果蝇实验训练，开始利用谱系追踪摸索内分泌细胞的产生规律，将不同大小的干细胞克隆逐一分组、记录、统计。
“数数看似是一个很简单的事，很多其他团队也会用到这种方法。但如何数、数到什么程度，体现了对科学问题理解的深度。童东十分踏实，他在确定课题后，一直坚定不移地朝着目标走下去。”郭峥坦言，学生的工作“令人赞赏”。
2019年初，在数了上千个肠道干细胞克隆后，一条“完美”的线性上升曲线出现了：克隆中所含的细胞数越多，含内分泌细胞克隆的比例越高；当克隆达到10个细胞时，100%的克隆都含有内分泌细胞。
“数据出来时，整个实验室都很激动。大家终于搞明白了，这不是概率，这是细胞在计数。”郭峥回忆，肠道干细胞连续产生8个上皮细胞后，第9次分裂再产生内分泌细胞——他们终于找到了子代细胞“8+1”的产生规律。
果蝇肠道上皮的谱系追踪图
解剖万只果蝇
知道了“8+1”的规律后，干细胞到底靠什么机制来计数，仍是团队需要回答的问题。
在排除了外部信号、营养条件和肠道内分泌细胞负反馈等可能性后，团队开始通过遗传筛选，寻找干细胞命运切换的可能机制。
郭峥根据以往的文献，猜测这是类似于神经干细胞中发现的“时序因子”在对干细胞的分裂计数。而童东坚持对表观遗传相关的基因和信号通路进行筛选。
2019年底，童东筛到PcG复合体和TrxG复合体的敲降改变了干细胞命运切换的计数，提示组蛋白修饰可能参与干细胞计数。
郭峥将其称为论文中的重要突破，并毫不吝啬地夸奖学生的坚持与判断力。
“正因为郭老师比较open（开放），我才有勇气坚定自己的想法。”童东告诉《中国科学报》。
就在师徒二人准备开展“起始点标记”等实验时，新冠疫情突然暴发。“当时实验室没有人，果蝇没人喂，正在进行实验的果蝇品系全死了。”童东回忆。
隔离期间，两人只好多读文献。偏偏此时，一家国际团队发表了一篇相关论文。“刚开始还有点紧张。但我们仔细分析后发现，‘分裂计数器’这个最根本的创新还没有被发现，才松了口气。”郭峥说。但他们也意识到，必须抓紧了。
2020年4月，他俩重建果蝇品系，从头再来。随着实验任务量不断增加，加之国际竞争激烈，2021年，郭峥又将刚入学的博士生李安奇安排进课题，与童东一起攻关。
最磨人的是CUT&Tag实验。此前较少有人将这项技术用于分选后的果蝇肠道干细胞。实验当天，童东和李安奇早上5点半开始解剖，必须在9点半前处理完数百只果蝇的肠道，随后分选细胞、建库，一直忙到晚上11点半。
即便如此，前期实验仍“基本都失败了”——挑选多少只果蝇、如何分选细胞、试剂盒能使用多久，每个条件都得一点点试出来。
“虽然每一次失败都是身心俱疲的打击，但最大的成长是从‘追求结果’到‘接纳过程’的转变。以前觉得科研就是解题，现在觉得是探路。”童东坦言。
与此同时，郭峥还交给李安奇另一项看似“没那么紧要的任务”。当时，领域内有理论认为，新旧组蛋白会在干细胞与子代细胞之间不对称分配。郭峥敏锐地意识到，如果这一理论成立，团队提出的“计数器”模型便站不住脚。解决这一问题是必要的一步，并且越早做越好。
李安奇为此自己搭建设备，区分新旧组蛋白。进过几年的调试，最终确定，最佳实验条件为每只果蝇接受15分钟特定波长的荧光照射。
论文中一个只有20多个有效样本的结果，背后却是超过万只果蝇的反复试验。最终，她证明果蝇肠道干细胞分裂时，新旧组蛋白总体呈对称分配，为“8+1”机制扫清了关键障碍。
此后，童东和李安奇继续利用CUT&Tag绘制不同分裂阶段的组蛋白修饰图谱。数年间，他们解剖了数万只果蝇，最终验证：干细胞每分裂一次，激活型组蛋白修饰逐渐稀释，抑制型修饰不断积累；到第9次分裂达到阈值，干细胞便再次产生内分泌细胞。
这个藏在组蛋白上的表观“分裂计数器”，终于显露全貌。
郭峥（前排左一）指导学生观察细胞
跑一万次数据
再回到被拒稿那一晚。夜很深了，实验室里的师徒三人一起逐条分析审稿意见，准备申诉方案。
学生们突然发现，老师的“先见之明”此刻应验了——审稿人指出，郭峥团队的模型与领域内“新旧组蛋白不对称分配”的观点相矛盾。
前文提到，早在2021年，郭峥就预判到了这一问题，安排李安奇同步验证。她花了近5年时间，证明果蝇肠道干细胞分裂时，新旧组蛋白总体呈对称分配，相关论文已被另一家知名期刊接收。
团队在申诉信中用实打实的研究数据告诉编辑：“我们不是没准备，而是已经花了5年时间回答这个问题。”
另一项质疑则是那4张图表。审稿人数学建模后，按照随机概率跑了不到100次的模拟，认为有可能符合随机概率模型。但郭峥发现，数据点太少，既可以拟合成直线，也可以拟合成抛物线。
第二天，郭峥带着4幅图，找到同校神经生物学系主任韩芸耘。从事计算神经生物学研究的她同意郭峥的看法。在仔细分析审稿人所采用的数学建模方法后，她说：“我们可以进行1万次模拟！”
当晚8点，韩芸耘与同校机械学院副教授梁杰俊一、研究生蒋泉泉一起，还原审稿人的建模方法，进行了万次模拟。次日凌晨两点，结果便发到郭峥的邮箱中，所呈现的趋势图反而清晰有力地支持了郭峥团队论文中的结论。
此时，郭峥正准备赴西班牙参加一场欧洲果蝇会议。飞机上，他仍在修改申诉材料。9月24日，他将李安奇5年的研究、1万次模拟结果及其他证据汇总成30多页文档，发给Nature编辑。
半个月后，团队获得4个月的revision（修改）机会。童东和李安奇紧张地补充、重复实验。
今年春节，郭峥一人待在实验室中，针对审稿人的每一个疑问进行了详尽的回复。3月18日，他们重新提交修改稿。
5月25日，论文被接收的邮件突然抵达！
郭峥兴奋地对童东喊道：“童东！你快来看！Nature接收了！”
“真的呀！”童东睁大双眼，笑着跑向电脑。其他同学听见动静，也跟着涌进办公室。大家高兴地围在电脑前，拍下一张合影。
郭峥（右一）、童东（右二）、李安奇（右三）和团队其他成员庆祝论文被接收
7月29日，这项研究成果在线发表于Nature。童东、李安奇为论文第一作者，郭峥为通讯作者。
论文发表当天，童东在朋友圈写道：“这篇paper，是近十年青春的收据。未来，继续做有趣的实验，写动人的故事。”
李安奇则写道：“熬过的夜，终于有了回响！感谢老师的指导和所有合作者的付出！这一页翻过，风雨兼程，结局恰好！”
“能遇到童东、李安奇这么好的学生，是老师的福气。”郭峥说。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10814-y
文中图片均由受访者提供