生命的起点不再只是精子和卵子的结合！清华团队成功开发「化学诱导全能干细胞」

导读：

“女娲造人“、“孙悟空拔毫毛变分身”，人类对创造生命的追求蕴含在这些神话故事中。伴随着人类亘古不变的求索，如今生命科学的发展令“创造生命”不再是一个梦想。

2022年6月21日，一项里程碑式突破性研究成果在国际学术期刊《自然》杂志上发表，标志着全新的生命创造研究领域开启。

众所周知，崭新生命的诞生起点是受精卵。

例如，人类的血液、大脑、肝脏细胞等都可以追溯回到由精子和卵子结合产生的受精卵。

理论上，受精卵的“卵裂”呈“一分二，二分四”的几何式增长。从受精卵到二细胞 (2C)阶段胚胎细胞是胚胎发育早期阶段的全能干细胞，具备产生生命个体以及分化形成所有胚内和胚外细胞类型的能力。

此后的细胞很快就会失去全能性，只能沿着既定的分化路径，继续分裂并逐渐特化，产生人体内各种组织器官。在自然条件下，这一过程不可逆转。

然而2006年，日本科学家山中伸弥带领团队发明了导入外源基因将表皮细胞重编程为多能干细胞的方法，成功逆转了细胞的命运，并因此获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。

2013年，中国科学家邓宏魁团队创造性地使用外源性化学小分子将小鼠体细胞重编程为多能干细胞的办法，历经8年，今年邓宏魁团队又成功实现了使用化学小分子将人成体细胞诱导为多能干细胞。

但是，除了全能干细胞，没有任何其他干细胞有可能独立形成生命。如何让多能干细胞再升级，是生命科学领域待突破的新问题。

2022年6月21日，清华大学药学院丁胜教授团队在国际顶尖学术期刊 Nature 发表了题为《Induction of mouse totipotent stem cells by a defined chemical cocktail （采用小分子鸡尾酒组合诱导小鼠全能干细胞）》的研究论文。

在筛选了几千个小分子化合物组合后，研究团队发现并最终确定了一种“神奇药水组合”（TAW）——TTNPB、1-Azakenpaulllone、WS6，可以将小鼠多能干细胞（PSCs）诱导成具备转变为完整有机体潜能的全能干细胞（ciTotiSCs，chemically induced totipotent stem cells，化学诱导的全能干细胞）。

研究团队详细核实确认了诱导后的细胞，这些细胞在所有的转录组、表观组和代谢组水平上类似小鼠全能2C胚胎期细胞。

为进一步证明这些细胞具有真正的全能性，研究团队在体外测试了它们的分化潜力。结果这些细胞表现出双向发育潜能，能够在体外和畸胎瘤中产生胚胎和胚胎外细胞。这意味着它们具备发育成胎儿和周围卵黄囊和胎盘的潜力，这是全能干细胞的典型特征，而多能干细胞最多只可能发育成胎儿。

此外，研究人员在特殊培养条件下培养这些化学诱导的全能干细胞时，衍生的新生细胞也显示出类似的全能特性。这一观察结果表明，这些细胞在实验室环境中可以保持全能性，从而建立一个稳定的系统。

丁胜团队研究成果主要参与者合影

这项研究突破了生殖规律，提供了一个明确的化学药物组合，在体外定向诱导成熟的体细胞产生生命的起始细胞——全能干细胞，为创造或复原个体生命甚至加速不同物种的进化创造了可能。

相信该团队的下一步计划应该会从小鼠诱导全能干细胞研究转向对人类诱导全能干细胞的研究。如果届时能成功，那么意味着器官再造、人类无性生殖都可能成为现实。

科学极限的突破正不断为人类的发展拓宽边界!