中国团队体外重编程获“最年轻”人类细胞：8细胞期胚胎样细胞

2012年，诺贝尔生理学或医学奖授予了日本科学家山中伸弥和英国发育生物学家约翰·格登。前者是诱导多功能干细胞（iPS cell）创始人之一，后者则在细胞核移植方面进行了开创性的研究。

这些研究免除了科学家使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约，从而使与干细胞有关的疾病研究能更进一步。与此同时，将成熟的体细胞重编程“倒推”到更加多能甚至全能的状态，这仍然是科学界的长期追求。北京时间3月22日凌晨，顶级学术期刊《自然》（Nature）以“加快评审文章”(Accelerated Article Preview)的形式在线发表了一篇论文，来自中国科学院、深圳华大生命科学研究院等团队，通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。

这是继科学家成功诱导出人类多能干细胞后，再生医学领域的又一重大突破。此前，由体细胞诱导成人类囊胚阶段的多能干细胞是受精卵发育5-6天的状态，其进一步发育的能力比较受限。

在这项最新的研究中，研究人员开发了一种非转基因、快速且可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法，能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，即相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞。

研究团队还将诱导得到的全能干细胞分类并注射到小鼠体内进行进一步的发育，然后使用单细胞测序技术进行大规模细胞图谱分析。最终，研究人员确定了实验得到的全能干细胞与人8细胞期胚胎细胞高度相似，证明了该细胞的全能性。

这是研究人员首次在真正意义上将人多能干细胞“转化”为全能性的胚胎细胞。研究团队认为，该研究使得人们可以将“成年”版本的细胞，逆向转化为具有更多可能性的“婴儿期”版本的细胞。同时，由于这次得到的全能细胞更接近早期胚胎的原始状态，若将其用于再生医学，培育得到的器官也将更接近于真实器官的状态，更有利于移植。

研究人员开发“鸡尾酒”细胞重编程方法，将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞。

“这些全能性的8细胞期胚胎样细胞重建了受精卵仅分裂3次后的胚胎状态，相比过去的多能干细胞，这种细胞可以分化为胎盘组织，并可能发育为更成熟的各类身体组织，为全世界数百万需要进行器官移植的患者带来了福音。”论文的通讯作者、中国科学院广州生物医药与健康研究院Miguel A. Esteban教授、Md. Abdul Mazid博士和李文娟博士表示。

论文的另一通讯作者、深圳华大生命科学研究院刘龙奇博士认为，该进展也是再生医学和单细胞测序技术相结合的完美典范，“通过大规模单细胞多组学图谱的方法，对干细胞技术手段在体外或体内获得的细胞或组织进行高效鉴定和机制解析，将极大地加速再生医学领域的发展。”

刘龙奇介绍称，在过去，研究人员可能得对成千上万个细胞进行处理和培养，成功的概率只有不到15%。在这项研究中，基于华大自主开发的单细胞建库测序平台（DNBelab C4），结合华大智造的DNBSEQ测序技术，科学家可以以高灵敏度和准确性的方法进行多维的单细胞分析，快速得到具有重要发育潜能的细胞，并研究这些细胞的发育去向。

该研究由中国科学院和深圳华大生命科学研究院牵头，由英国剑桥大学、吉林大学，以及孟加拉国拉杰沙希大学等多个研究团队共同参与。研究团队强调，该研究已通过伦理审查，严格遵循相应法规和伦理准则。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04625-0