經(jīng)濟(jì)觀察報 記者 瞿依賢 6月21日，清華大學(xué)藥學(xué)院院長、教授丁勝及其團(tuán)隊首次發(fā)現(xiàn)了全能干細(xì)胞的體外定向誘導(dǎo)及其穩(wěn)定培養(yǎng)的藥物組合，這個突破性發(fā)現(xiàn)6月21日在線發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）。該研究有望開啟全新的生命創(chuàng)造研究領(lǐng)域。

丁勝團(tuán)隊的研究稱：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。這個以非自然方式創(chuàng)造生命起點的發(fā)現(xiàn)，是生物學(xué)領(lǐng)域的一個“圣杯”。

丁勝在接受經(jīng)濟(jì)觀察報記者采訪時表示，生命的起點是一個細(xì)胞，以往都認(rèn)為這個起點來自生殖細(xì)胞，比如卵子和精子都是生殖細(xì)胞，它們的結(jié)合能形成受精卵，進(jìn)而發(fā)育成胚胎、生命。但這項研究發(fā)現(xiàn)——生命的起點不一定來自生殖細(xì)胞，可能來自一種全能干細(xì)胞，這種有潛質(zhì)成為生命的全能干細(xì)胞，可通過藥物組合誘導(dǎo)出來，而不需要用到任何生殖細(xì)胞。

丁勝表示，如果生命不通過生殖細(xì)胞產(chǎn)生，那么生命的意義、本質(zhì)是什么，這是非自然科學(xué)的哲學(xué)層面的思考，也關(guān)系到科學(xué)研究與社會倫理層面。

從實際應(yīng)用的角度看，全能干細(xì)胞可以產(chǎn)生不同組織器官特異的細(xì)胞用于細(xì)胞移植，進(jìn)而治療疾病，這是最簡單的一種應(yīng)用；往更遠(yuǎn)處設(shè)想，假如已經(jīng)瀕臨滅絕或者已經(jīng)滅絕的動物，基于上述研究結(jié)論，這些動物的生殖細(xì)胞不存在了，也可能重新創(chuàng)造和復(fù)制出來，“它為再次創(chuàng)造個體生命甚至加速不同物種的進(jìn)化創(chuàng)造了可能”。

生命的起點

從克隆技術(shù)到再生醫(yī)學(xué)，如何找到除自然胚胎孕育之外的其他途徑來創(chuàng)造或復(fù)原生命，一直是生命科學(xué)領(lǐng)域追求的目標(biāo)。它吸引著一代代科學(xué)家投身其中，相關(guān)的重大成果也屢次獲得諾貝爾獎。

丁勝團(tuán)隊不僅發(fā)現(xiàn)上述藥物組合能誘導(dǎo)出全能干細(xì)胞，還能夠在實驗室中保持誘導(dǎo)所產(chǎn)生細(xì)胞的全能性（胚內(nèi)和胚外分化潛力），為后續(xù)研究提供一個穩(wěn)定的系統(tǒng)來揭開生命創(chuàng)造的神秘面紗。

在哺乳動物中，全能性是指一個或一類細(xì)胞具有發(fā)育成胚內(nèi)和胚外組織的所有分化細(xì)胞，進(jìn)而形成一個有機(jī)體的能力。以小鼠為例，只有受精卵及二細(xì)胞期卵裂球才具有真正的全能性。

迄今為止，哺乳動物生命的產(chǎn)生只能依賴于生殖細(xì)胞，通過精卵結(jié)合、克隆技術(shù)等方式產(chǎn)生。

上述發(fā)現(xiàn)突破了這一固有認(rèn)知，因為它將使許多關(guān)于生命起源的科學(xué)研究成為可能。

例如，科學(xué)家可以使用這個系統(tǒng)來深入理解和操控全能干細(xì)胞，以更好地理解生命開始時高度協(xié)調(diào)的過程。“特定的細(xì)胞必須在特定的時間和位置出現(xiàn)，生命才會形成，”丁勝表示，“沒有合適的工具就無法深入研究這一問題。從這個角度來說，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)的研究奠定了基礎(chǔ)并開拓了機(jī)遇。”

生命的起點是一個細(xì)胞。無論是血液、大腦、和肝臟細(xì)胞都可以追溯回這個單細(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，這一過程不可逆轉(zhuǎn)。

“通常除全能干細(xì)胞，沒有任何其他干細(xì)胞有可能獨立形成生命。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)來確認(rèn)全能干細(xì)胞身份。” 丁勝解釋道。

誘導(dǎo)機(jī)制

在20年的細(xì)胞研究中，丁勝帶領(lǐng)團(tuán)隊選擇并篩選了數(shù)千個小分子組合。通過多輪分析，他們發(fā)現(xiàn)并最終確定了三種小分子的組合，可以將小鼠多能干細(xì)胞誘導(dǎo)成具有全能特性的細(xì)胞。研究團(tuán)隊把這種分子組合稱為TAW雞尾酒藥物組合。

“TAW中的每個字母代表一個已知的可調(diào)節(jié)特定細(xì)胞命運(yùn)的分子，但直至這項研究才發(fā)現(xiàn)它們誘導(dǎo)全能干細(xì)胞的聯(lián)合作用。” 丁勝表示。

研究團(tuán)隊詳細(xì)核實確認(rèn)了TAW誘導(dǎo)后的細(xì)胞，包括它們的全能性和非多能性。這些細(xì)胞在所有的轉(zhuǎn)錄組、表觀組和代謝組水平上都通過了嚴(yán)格的分子測試標(biāo)準(zhǔn)。例如，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)數(shù)百個關(guān)鍵基因在TAW細(xì)胞中被開啟。這些基因通常在全能干細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，并被該領(lǐng)域的其他研究學(xué)者奉為確定全能性的標(biāo)準(zhǔn)。

為進(jìn)一步證明TAW細(xì)胞具有真正的全能性，研究團(tuán)隊在體外測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。他們發(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，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，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)胞在實驗室環(huán)境中可以保持全能性，從而建立一個穩(wěn)定的系統(tǒng)。