近日，中国科学院、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，在类似受精卵的状态下培养了3天的人类多能干细胞。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日凌晨发表在国际顶级学术期刊《自然》上。
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研究人员开发了一种非转基因、快速可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法，可以将人类多能干细胞转化为全能性8细胞胚胎样细胞，即相当于受精卵3天发育状态的全能性干细胞。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、同种异体移植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。人囊胚阶段的细胞处于受精卵发育5-6天的状态，进一步发育的能力有限。
然而，这项研究在这一领域向前迈进了一大步，我们首次获得了仅分裂3天的受精卵的胚胎细胞。在受精卵发育的早期，每天都会发生巨大的变化。正是这2-3天，科学家通过体外诱导首次获得了8细胞期的人类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。
“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，这些细胞可以分化为胎盘组织，并可能发展为更成熟的各种身体组织，为全世界数百万需要器官移植的患者带来福音。”该论文的通讯作者，中国科学院的Miguel A. Esteban教授、Md. Abdul Mazid博士和李文娟博士说。
“这一进展也是再生医学与单细胞测序技术结合的一个完美例子”，论文另一通讯作者深圳华大生命科学研究院刘博士说。“通过体外或体内干细胞技术获得的细胞或组织的高效鉴定和机理分析，将大大加速再生医学的发展。”
这是研究人员第一次真正将人类多能干细胞“转化”为全能性胚胎细胞，从而使人们可以将“成人”版本的细胞逆转为具有更多可能性的“婴儿”版本。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，培养获得的器官将更接近真实器官的状态，更有利于移植。
这项研究的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，成功的概率不到15%。现在，基于华大自主研发的单细胞文库测序平台和华大自制的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，快速获得具有重要发育潜力的细胞，并研究这些细胞的发育去向。
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，研究人员证实，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，证明了这种细胞的全能性。这为以后器官培养和器官移植以及替换患者自身细胞提供了科学依据。
这项研究由中国科学院和深圳华大生命科学研究所领导，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了这项研究。本研究已通过伦理审查，并严格遵守相应的法规和伦理标准。
