再生医学突破中国科学家诱导出人类全能性干细胞

近日，中科院、深圳华大生命科学研究院等机构的研究人员通过体细胞诱导，培养出了类似于发育3天的受精卵的人类全能性干细胞。这是目前世界上体外培养的“最年轻”的人类细胞，是继科学家成功诱导人类多能干细胞后，再生医学领域的又一次颠覆性突破。相关研究成果于北京时间3月22日凌晨发表在国际学术期刊《自然》 (Nature)上。

据了解，研究人员开发了一种非转基因、快速可控的重编程鸡尾酒细胞的方法，可以将人类多能干细胞转化为全能性8细胞胚胎样细胞，即在3天发育过程中相当于受精卵的全能性干细胞。这一成果将有助于未来实现人体器官的体外再生，对解决器官短缺、同种异体排斥和异种移植排斥等问题具有重要意义。

2012年，诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家山中伸弥(shinya yamanaka)，他在胚泡阶段成功诱导成熟体细胞成为多能干细胞。人胚泡期细胞处于受精卵5-6天发育的状态，进一步发育的能力相对有限。

然而，这项研究在这一领域向前迈进了一大步，我们首次获得了受精卵分裂仅需三天的胚胎细胞。在受精卵发育的早期，每天都在发生巨大的变化。正是这2-3天，使得科学家首次通过体外诱导获得了人类8细胞胚胎样全能性干细胞。这是迄今为止体外诱导的“最年轻”的人类细胞，具有非常强的发展潜力。这项研究也将有助于解开人类胚胎早期发育的关键。

据报道，这些全能的8细胞胚胎样细胞仅经过三次分裂就重建了受精卵的胚胎状态。与过去的多能干细胞相比，这些细胞可以分化成胎盘组织，并可能发育成更成熟的身体组织。

“这一进展也是再生医学和单细胞测序技术结合的典范。”论文作者之一、深圳华大生命科学研究院刘博士表示，“对通过体外或体内干细胞技术获得的细胞或组织进行高效鉴定和机理分析，将大大加快再生医学的发展。”

这是研究人员首次将人类多能干细胞“转化”成真正意义上的全能性胚胎细胞，从而使人们可以将“成人”版本的细胞逆向转化成具有更多可能性的“婴儿”版本的细胞。同时，由于此次获得的全能性细胞更接近早期胚胎的原始状态，如果用于再生医学，培养出的器官将更接近真实器官的状态，更有利于移植。

这一突破得益于单细胞测序技术的进步。在过去，研究人员可能要处理和培养成千上万个细胞，成功率不到10%。如今，基于华大自主研发的单细胞数据库测序平台(DNBelab C4)和华大知止制造的DNBSEQ测序技术，科学家可以进行高灵敏度、高准确度的多维单细胞分析，快速获取具有重要发育潜力的细胞，并研究这些细胞的发展方向。

在这项研究中，研究团队还将诱导的全能性干细胞分类并注射到小鼠体内进行进一步发育，然后使用华大的单细胞测序技术进行大规模细胞图谱分析。最后，研究人员确定实验中获得的全能性干细胞与人类8细胞胚胎细胞高度相似，证明了细胞的全能性。这为将来利用患者自身细胞进行器官培养和器官移植置换提供了科学依据。

这项研究由中国科学院和深圳华大生命科学研究所牵头，包括剑桥大学、吉林大学和拉杰沙希大学在内的几个研究团队参与其中。本研究已通过伦理审查，并严格遵循相应的法律法规和伦理标准。