2012年，諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了日本科學家山中伸彌和英國發(fā)育生物學家約翰·格登。前者是誘導多功能干細胞（iPS cell）創(chuàng)始人之一，后者則在細胞核移植方面進行了開創(chuàng)性的研究。

這些研究免除了科學家使用人體胚胎提取干細胞的倫理道德制約，從而使與干細胞有關的疾病研究能更進一步。與此同時，將成熟的體細胞重編程“倒推”到更加多能甚至全能的狀態(tài)，這仍然是科學界的長期追求。北京時間3月22日凌晨，頂級學術期刊《自然》（Nature）以“加快評審文章”(Accelerated Article Preview)的形式在線發(fā)表了一篇論文，來自中國科學院、深圳華大生命科學研究院等團隊，通過體細胞誘導培養(yǎng)出了類似受精卵發(fā)育3天狀態(tài)的人類全能干細胞，這是目前全球在體外培養(yǎng)的“最年輕”的人類細胞。

這是繼科學家成功誘導出人類多能干細胞后，再生醫(yī)學領域的又一重大突破。此前，由體細胞誘導成人類囊胚階段的多能干細胞是受精卵發(fā)育5-6天的狀態(tài)，其進一步發(fā)育的能力比較受限。

在這項最新的研究中，研究人員開發(fā)了一種非轉基因、快速且可控的“雞尾酒”細胞重編程方法，能夠將人的多能干細胞轉化為全能性的8細胞期胚胎樣細胞，即相當于受精卵發(fā)育3天狀態(tài)的全能干細胞。

研究團隊還將誘導得到的全能干細胞分類并注射到小鼠體內進行進一步的發(fā)育，然后使用單細胞測序技術進行大規(guī)模細胞圖譜分析。最終，研究人員確定了實驗得到的全能干細胞與人8細胞期胚胎細胞高度相似，證明了該細胞的全能性。

這是研究人員首次在真正意義上將人多能干細胞“轉化”為全能性的胚胎細胞。研究團隊認為，使得人們可以將“成年”版本的細胞，逆向轉化為具有更多可能性的“嬰兒期”版本的細胞。同時，由于這次得到的全能細胞更接近早期胚胎的原始狀態(tài)，若將其用于再生醫(yī)學，培育得到的器官也將更接近于真實器官的狀態(tài)，更有利于移植。

研究人員開發(fā)“雞尾酒”細胞重編程方法，將人的多能干細胞轉化為全能性的8細胞期胚胎樣細胞。

“這些全能性的8細胞期胚胎樣細胞重建了受精卵僅分裂3次后的胚胎狀態(tài)，相比過去的多能干細胞，這種細胞可以分化為胎盤組織，并可能發(fā)育為更成熟的各類身體組織，為全世界數(shù)百萬需要進行器官移植的患者帶來了福音?！闭撐牡耐ㄓ嵶髡?、中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院Miguel A. Esteban教授、Md. Abdul Mazid博士和李文娟博士表示。

論文的另一通訊作者、深圳華大生命科學研究院劉龍奇博士認為，該進展也是再生醫(yī)學和單細胞測序技術相結合的完美典范，“通過大規(guī)模單細胞多組學圖譜的方法，對干細胞技術手段在體外或體內獲得的細胞或組織進行高效鑒定和機制解析，將極大地加速再生醫(yī)學領域的發(fā)展。”

劉龍奇介紹稱，在過去，研究人員可能得對成千上萬個細胞進行處理和培養(yǎng)，成功的概率只有不到15%。在這項研究中，基于華大自主開發(fā)的單細胞建庫測序平臺（DNBelab C4），結合華大智造的DNBSEQ測序技術，科學家可以以高靈敏度和準確性的方法進行多維的單細胞分析，快速得到具有重要發(fā)育潛能的細胞，并研究這些細胞的發(fā)育去向。

該研究由中國科學院和深圳華大生命科學研究院牽頭，由英國劍橋大學、吉林大學，以及孟加拉國拉杰沙希大學等多個研究團隊共同參與。研究團隊強調，該研究已通過倫理審查，嚴格遵循相應法規(guī)和倫理準則。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04625-0

關鍵詞：