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IT之家 6 月 23 日消息，據(jù)清華大學(xué)公眾號消息，清華大學(xué)藥學(xué)院丁勝團(tuán)隊以哺乳動物小鼠為主要研究對象，經(jīng)過 6 年多攻關(guān)為再生領(lǐng)域“尋藥”，首次發(fā)現(xiàn)全能干細(xì)胞的體外定向誘導(dǎo)及其穩(wěn)定培養(yǎng)的“神奇藥水”。在未來，不止像小說中孫悟空身上的毫毛，動物身上的血液、皮膚等任何一處體細(xì)胞，都能通過重新編程為多能干細(xì)胞，進(jìn)而“用藥”后成為能夠獨(dú)立形成生命的全能干細(xì)胞。6 月 21 日，丁勝團(tuán)隊的研究成果 ——《采用小分子雞尾酒組合誘導(dǎo)小鼠全能干細(xì)胞》在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）雜志上發(fā)表。該研究標(biāo)志著從克隆技術(shù)到再生醫(yī)學(xué)，在生命科學(xué)領(lǐng)域開啟除自然胚胎孕育之外的其他途徑來創(chuàng)造或復(fù)原全新生命的可能。

帶著從培養(yǎng)箱里蹦出來一只小鼠的科學(xué)暢想，丁勝團(tuán)隊將研究的重點(diǎn)聚焦在三個方面：無需生殖細(xì)胞參與、解決多能干細(xì)胞在什么條件下可以逆轉(zhuǎn)為具有獨(dú)立產(chǎn)生生命個體能力的全能干細(xì)胞、逆轉(zhuǎn)后的全能干細(xì)胞可穩(wěn)定培養(yǎng)且能自我復(fù)制。“逆轉(zhuǎn)包含兩層含義，表面看上去是細(xì)胞年齡的‘返老還童’，本質(zhì)上是細(xì)胞‘命運(yùn)的轉(zhuǎn)折’，即能否重返全能干細(xì)胞階段，從而具備產(chǎn)生獨(dú)立生命個體的潛能。”談到這次的研究突破，丁勝教授話不多，但一針見血。

在哺乳動物中，全能性是指一個或一類細(xì)胞具有發(fā)育成胚內(nèi)和胚外組織的所有分化細(xì)胞，并進(jìn)而形成一個有機(jī)體的能力。以小鼠為例，只有受精卵及二細(xì)胞期卵裂球才具有真正的全能性。迄今為止，哺乳動物生命的產(chǎn)生只能依賴于生殖細(xì)胞，通過精卵結(jié)合、克隆技術(shù)等方式產(chǎn)生。丁勝團(tuán)隊的研究無需生殖細(xì)胞的參與，可以將小鼠身上的任何一個體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到與二細(xì)胞胚胎相似的階段。

這個逆轉(zhuǎn)過程，少不了會“72 變”的干細(xì)胞參與。根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育等級和分化能力，從高到低可以分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞能最終發(fā)育成完整個體以及胚外組織，例如受精卵及二細(xì)胞期胚胎；多能干細(xì)胞具有無限增殖和多向分化潛能，例如胚胎干細(xì)胞；單能干細(xì)胞，僅具有分化為有限的幾種密切相關(guān)的細(xì)胞類型，如造血干細(xì)胞等。

2015 年以來，丁勝結(jié)合自己 20 多年通過化合物調(diào)節(jié)干細(xì)胞的研究經(jīng)驗，帶領(lǐng)團(tuán)隊在自己實驗室找尋小鼠多能干細(xì)胞向全能干細(xì)胞逆轉(zhuǎn)的“神奇藥水組合”。他表示，為了更好地研究和控制全能干細(xì)胞，團(tuán)隊建立了一個能夠誘導(dǎo)并維持這些細(xì)胞的系統(tǒng)，并采用嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來確認(rèn)全能干細(xì)胞身份。

利用已經(jīng)成熟的技術(shù)從體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)為多能干細(xì)胞，然后找到合適的化學(xué)小分子，按照一定邏輯組合成“神奇藥水”對多能干細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)，短短幾天，全能干細(xì)胞就能產(chǎn)生并穩(wěn)定培養(yǎng)。

2020 年，丁勝帶領(lǐng)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了三種化學(xué)小分子的組合可以將小鼠多能干細(xì)胞誘導(dǎo)成具有全能特性的細(xì)胞。由于三種化學(xué)小分子的組合與調(diào)制雞尾酒有異曲同工之妙，大家將這種分子組合稱為“TAW 雞尾酒藥物組合”。

經(jīng)過驗證，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)加入“神奇藥水”誘導(dǎo)后的細(xì)胞，數(shù)百個關(guān)鍵基因被開啟。這些基因通常在全能干細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，并被該領(lǐng)域的其他研究學(xué)者認(rèn)定為確定全能性的標(biāo)準(zhǔn)。同時，與多能干細(xì)胞相關(guān)的基因處于沉默狀態(tài)。團(tuán)隊還在體外測試了 TAW 誘導(dǎo)后的細(xì)胞的分化潛力，并將其注射到小鼠早期胚胎中以觀察其體內(nèi)的分化潛力。他們發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞不僅在培養(yǎng)皿中表現(xiàn)出具備真正的全能干細(xì)胞的特點(diǎn)，而且在體內(nèi)還分化成胚內(nèi)和胚外譜系，具備發(fā)育成胎兒和卵黃囊、胎盤的潛力。

此外，作為非常善變的干細(xì)胞，小鼠的全能干細(xì)胞在自然狀態(tài)下是瞬時、不可逆轉(zhuǎn)的，會迅速向下分裂、分化、發(fā)育。“TAW 雞尾酒藥物組合”的重要功能之一，是將全能干細(xì)胞“捕獲”，使其在體外可以自我復(fù)制的同時，維持其全能性狀態(tài)。

盡管目前從培養(yǎng)箱里蹦出一只小鼠的科學(xué)暢想還沒有完全實現(xiàn)，但丁勝團(tuán)隊對全能干細(xì)胞的開創(chuàng)性研究打開了一扇門，它為再次創(chuàng)造個體生命甚至加速不同物種的進(jìn)化創(chuàng)造了可能。

標(biāo)簽： 多能干細(xì)胞 哺乳動物