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量子比特报道|微信官方账号QbitAI
创造没有生殖细胞的生命一直是生物学追求的目标之一。
现在，清华大学在这一领域的突破性成果就在《自然》上:
该团队首次发现了一种“神奇药水”，可以将小鼠细胞重新编程为全能干细胞。
全能干细胞具有无限的分化潜能，可以培养任何种类的器官或组织细胞。
即没有精子和卵子也能独立形成生命。
清华大学药学院评价这一成果为“一个全新的生命创造研究领域”。
从成千上万种化学物质中选出三种化学物质。
要了解这项研究的突破，我们需要先了解干细胞。
全能干细胞，如受精卵和未分化的胚胎，可视为生命的起点。它们具有无限的分化潜能，可以分化成所有的组织和器官。
而全能干细胞一旦继续分化，就会失去部分潜能，成为多能干细胞，不能发育成完整的个体。
多能干细胞可以分化成多能干细胞直到分化成各种组织和器官细胞，失去继续分化的能力。
2006年，日本学者山中伸弥将小鼠皮肤细胞变成多能干细胞，并于2012年获得诺贝尔奖。
这一成果是从0到1的突破，但仍有两个问题限制了从研究到应用的转化。
一种是多能干细胞只有部分潜能，不能像全能干细胞一样发育成完整的生物个体。
另一个是早期使用的基因重编程技术，通过病毒载体将四种转录因子转入小鼠细胞。
但很快发现，病毒载体会将外源基因整合到宿主基因组中，会带来很高的致癌风险。
山中伸弥之后，更安全的化学重编程技术被认为更有临床应用价值。
清华团队的这项研究是首次用小分子药物组合通过化学重编程诱导出全能干细胞。
他们花了6年时间从数千种化学药物中筛选出3种小分子试剂:TTNPB、1-azakenpalone和WS6。
这三种药物合成的“神器药水”，根据其首字母命名为“Taw Cocktail”。
这三种药物单独使用可以调节特定细胞的命运，如维生素甲酸酯受体激动剂TTNPB、糖原合成酶激酶-3β的抑制剂1-氮杂kenbullone和β细胞增殖诱导剂WS6。
但三种药物联合使用能诱导全能性干细胞的联合效应，这还是第一次。
该团队在转录组、表观遗传组和代谢组的水平上对TAW诱导的细胞进行了严格的测试，并确认它们与小鼠2-细胞胚胎阶段的细胞相似。
在多能干细胞中常见的数百种基因被开启，而与多能干细胞相关的基因在TAW诱导的细胞中沉默。
在将TAW诱导的细胞注射入小鼠早期胚胎的实验中，也证实了它们在体内分化为胚胎内和胚胎外谱系，并具有发育成胎儿、卵黄囊和胎盘的潜能。
相比之下，以前研究中的多能干细胞只能发育成胎儿。
此外，TAW诱导的细胞可以在实验室环境中保持全能性，在体外实现自我复制，使生命起源的更多科学研究成为可能。
结果来自清华药学院第一届院长团队。
这项研究是由清华大学药学院的丁胜教授和他的团队进行的。
其中，丁胜教授、刘康助理研究员、马天华副研究员为论文合著者；胡彦燕、杨元元和谭鹏程是本文的第一作者。
△清华大学药学院丁胜团队研究成果主要参与者合影。
清华药学院成立于2015年12月，丁胜任首任院长。
他在诱导干细胞方面有20多年的经验
1999年获得加州理工学院化学学士学位，2003年获得斯克里普斯学院化学博士学位。
随后，他在斯克里普斯研究所和加州大学旧金山分校担任助理教授和副教授。
值得一提的是，丁胜教授还参与建立了一些生物技术公司。
2022年，由丁胜、乔·贝茨-拉克鲁瓦和马特·巴克利创立的复古生物科学抗衰老研究公司也在4月获得了1.8亿美元的融资。
干细胞成就在该领域的集中爆发
近年来，干细胞领域的研究方兴未艾。
去年9月，日本东京大学的研究人员利用小鼠多能干细胞在体外重组雄性生殖细胞。
随后，研究人员成功地用生成的精子给雌鼠授精，并生下了健康而有生育能力的后代。
该研究论文发表在《细胞干细胞》杂志上。
今年3月，中国科学院和深圳华大生命科学研究院利用基因方法诱导出了“最年轻”人全能干细胞。
为什么是最小的？
因为研究团队在培养基中产生了人类8细胞类胚胎细胞(8CLC)，相当于受精卵分裂到大约第3天的状态；而之前获得诺贝尔奖的山中伸弥诱导培养了多能干细胞，相当于受精卵发育5到6天的状态。
这篇论文发表在《自然》杂志上。
此外，北京大学邓鸿逵教授利用化学重编程方法对人的体细胞进行重编程，将其转化为多能干细胞。
这个团队在13年首次在小鼠细胞上实施了化学重编程方法。9年后，这种方法终于应用于人体细胞，研究成果终于上了《自然》。
而清华丁胜教授团队的研究成果，利用化学重编程方法，实现了多能干细胞向全能干细胞的逆转，再次取得了新的突破。
目前这篇论文还处于加速预览状态，没有定稿，最终修改后会正式发表。
加速是大自然的传统。每周都会挑选几篇重要论文提前与读者见面。
果然，这篇论文引起了相关领域学者的兴趣。
德克萨斯大学西南医学中心的一位学者对这篇论文仅通过化学方法就能获得全能干细胞的结果感到兴奋。并且验证了他们之前的一个发现，但是有一些对没有引用他们的文章的批评。
爱丁堡大学的一位学者认为，摆脱对生殖细胞的依赖是一件大事。
不过，似乎日本学者更关心这件事。
毕竟，除了祖师爷山中伸弥，还有一个年轻的鲍方晴子因为干细胞领域的学术造假而自杀。
地址:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04967-9
参考链接:
[1]https://mp.weixin.qq.com/s/ MP . weixin . QQ . com/s/15 pks 727 lo 5 ts 2 JT 4 I-r5g
[3]https://www . technology networks . com/cell-science/articles/cell-potential-全能-vs-多能-vs-多能-干细胞-303218
