從克隆技術(shù)到再生醫(yī)學(xué),人類在追求生命科學(xué)領(lǐng)域一直不斷努力前行,從科研理論再到科學(xué)發(fā)現(xiàn)、進(jìn)而轉(zhuǎn)化成可以臨床應(yīng)用的技術(shù)成果!
2006年,來(lái)自日本的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了利用四種轉(zhuǎn)錄因子可以誘導(dǎo)出干細(xì)胞,并因此獲得了2006年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。如今,來(lái)自清華大學(xué)藥學(xué)院的丁勝教授及其團(tuán)隊(duì),發(fā)現(xiàn)了一種全新的藥物組合,能夠特異地誘導(dǎo)出一類具備轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾袡C(jī)體潛能的全能干細(xì)胞。該研究標(biāo)志著全新的生命創(chuàng)造研究領(lǐng)域開啟。
該研究采用創(chuàng)新的替代路徑——從更成熟的細(xì)胞,而非從生殖細(xì)胞(精子和卵子)獲取生命最早的起始細(xì)胞。即以非自然方式創(chuàng)造生命起點(diǎn),這也就意味著生物“再生”技術(shù)迎來(lái)“從0到1”的突破。
6月21日,該突破性研究被國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。研究展示了通過(guò)三種小分子 TTNPB、1-Azakenpaulllone 和 WS6 的組合(TAW)對(duì)小鼠多能干細(xì)胞 (PSCs) 的 TotiSCs 的誘導(dǎo)和長(zhǎng)期維持。該研究將這些細(xì)胞稱為 ciTotiSCs(化學(xué)誘導(dǎo)的全能干細(xì)胞),在轉(zhuǎn)錄組、表觀基因組和代謝組水平上類似于小鼠全能 2C 胚胎期細(xì)胞。

眾所周知,生命的起點(diǎn)是一個(gè)細(xì)胞。無(wú)論是血液、大腦、和肝臟細(xì)胞都可以追溯回這個(gè)單細(xì)胞胚胎或受精卵。在自然界中,精子和卵子結(jié)合產(chǎn)生受精卵,受精卵會(huì)分裂形成新細(xì)胞,新細(xì)胞繼續(xù)分裂并逐漸特化,即產(chǎn)生組織器官的特異性和功能,這一過(guò)程不可逆轉(zhuǎn)。一旦單細(xì)胞胚胎分裂并達(dá)到二細(xì)胞胚胎階段,細(xì)胞將很快失去產(chǎn)生生命個(gè)體以及分化形成所有胚內(nèi)和胚外細(xì)胞類型的能力。
“通常除全能干細(xì)胞,沒(méi)有任何其他干細(xì)胞有可能獨(dú)立形成生命。為了更好地研究和控制全能干細(xì)胞,我們建立了一個(gè)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(lái)確認(rèn)全能干細(xì)胞身份。” 丁勝解釋道。
為進(jìn)一步證明TAW細(xì)胞具有真正的全能性,研究團(tuán)隊(duì)在體外測(cè)試了它們的分化潛力,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。研究人員發(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。它們具備發(fā)育成胎兒和周圍卵黃囊和胎盤的潛力,這是普通全能干細(xì)胞的典型特征,而多能細(xì)胞只能發(fā)育成胎兒。
此外,研究人員在特殊培養(yǎng)條件下培養(yǎng)由TAW雞尾酒藥物組合誘導(dǎo)的全能干細(xì)胞時(shí),新生細(xì)胞也顯示出類似的全能特性。這一觀察結(jié)果表明,TAW誘導(dǎo)的細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中可以保持全能性,從而建立一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。
“特定的細(xì)胞必須在特定的時(shí)間和位置出現(xiàn),生命才會(huì)形成,”丁勝表示,“沒(méi)有合適的工具就無(wú)法深入研究這一問(wèn)題。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),這一研究發(fā)現(xiàn)邁出了探索生命起源的重要一步,并為該領(lǐng)域后續(xù)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)并開拓了巨大的機(jī)遇。”
這一研究是否會(huì)令無(wú)性生殖創(chuàng)造生命成為可能?丁勝表示,“作為科學(xué)家,我們會(huì)專注于推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn),并為未來(lái)的研究者奠定科學(xué)研究與社會(huì)倫理層面決策的知識(shí)與工具。科學(xué)極限的突破或可推動(dòng)公共政策的改革,合理調(diào)整科學(xué)研究與社會(huì)倫理的平衡,讓科學(xué)能有更多探索的空間,為人類的發(fā)展拓寬邊界。”