6月21日,清华大学药学院丁胜教授团队首次发现全能干细胞的体外定向诱导及其稳定培养的药物组合,该突破性研究成果在线发表于国际顶级学术期刊《自然》。

该研究发现了一种全新的药物组合,能够特异地诱导出一类具备转变为完整有机体潜能的全能干细胞。在该研究路径下,可以从更成熟的细胞而非生殖细胞获取生命最早的起始细胞。这种以非自然方式创造生命起点的发现是生物学领域的一个“圣杯”。
同时,研究人员能够在实验室中保持诱导所产生细胞的全能性(胚内和胚外分化潜力),为后续研究提供一个稳定的系统来揭开生命创造的神秘面纱。“特定的细胞必须在特定的时间和位置出现,才会形成生命,”丁胜表示,“没有合适的工具就无法深入研究这一问题。从这个角度来说,这一发现迈出了探索生命起源的重要一步,并为该领域后续的研究奠定了坚实的基础并开拓了巨大的机遇。”
“通常除全能干细胞,没有任何其他干细胞有可能独立形成生命。为了更好地研究和控制全能干细胞,我们建立了一个能够诱导并维持这些细胞的系统,并采用严格的标准来确认全能干细胞身份。”丁胜解释道。
凭借20年来对细胞命运的理解以及通过化合物调节干细胞的研究,丁胜带领团队选择并筛选了数千个小分子组合。通过多轮分析,团队发现并最终确定了三种小分子的组合,可以将小鼠多能干细胞诱导成具有全能特性的细胞,并称为“TAW鸡尾酒药物组合”。“TAW中的每个字母代表一个已知的可调节特定细胞命运的分子,但直至这项研究才发现它们诱导全能干细胞的联合作用。”丁胜表示。
研究团队通过多项实验证实了TAW细胞具有全能性且具备真正全能干细胞的特点,还具备发育成胎儿和周围卵黄囊和胎盘的潜力。同时,在特殊培养条件下培养由TAW鸡尾酒药物组合诱导的全能干细胞时,新生细胞也显示出类似的全能特性。一系列结果均表明,TAW诱导的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。

从小鼠胚胎干细胞到全能干细胞的化学定向诱导
深入理解并掌握全能干细胞的意义深远,为再次创造个体生命甚至加速不同物种的进化创造了可能。丁胜表示,“作为科学家,我们会专注于推动科学发现,并为未来的研究者奠定科学研究与社会伦理层面决策的知识与工具。科学极限的突破或可推动公共政策的改革,合理调整科学研究与社会伦理的平衡,让科学能有更多探索的空间,为人类的发展拓宽边界。”
责编:陈龙飞
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