【科技前沿】

　　我科學(xué)家在生命創(chuàng)造研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展——

　　生命的起點(diǎn)細(xì)胞竟能這樣誕生

　　光明日?qǐng)?bào)記者 鄧暉光明日?qǐng)?bào)通訊員 王曉霞

　　拔下一把毫毛，丟在口中嚼碎，吹一口仙氣，說一聲“變”，就能瞬間蹦出兩三百個(gè)小猴子和孫悟空一起痛打妖怪——《西游記》中，將對(duì)“再生”的無(wú)盡憧憬寄托在字里行間。如今，伴隨一代代科學(xué)家孜孜不倦地求索，憧憬正在走向現(xiàn)實(shí)。

　　記者從清華大學(xué)獲悉，該校藥學(xué)院丁勝團(tuán)隊(duì)以哺乳動(dòng)物小鼠為主要研究對(duì)象，首次發(fā)現(xiàn)全能干細(xì)胞的體外定向誘導(dǎo)及其穩(wěn)定培養(yǎng)的“神奇藥水”。在未來(lái)，像小說中孫悟空身上的毫毛，動(dòng)物身上的血液、皮膚等任何一處體細(xì)胞，都能通過重新編程為多能干細(xì)胞，進(jìn)而“用藥”后成為能夠獨(dú)立形成生命的全能干細(xì)胞。該研究標(biāo)志著全新的生命創(chuàng)造研究領(lǐng)域開啟。

　　6月21日，丁勝團(tuán)隊(duì)的研究成果——《采用小分子雞尾酒組合誘導(dǎo)小鼠全能干細(xì)胞》在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表。

　　生命全新起點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)

　　眾所周知，生命的起點(diǎn)是一個(gè)細(xì)胞。無(wú)論是血液、大腦或肝臟細(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。

　　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(lái)創(chuàng)造或復(fù)原生命，一直是生命科學(xué)領(lǐng)域追求的一個(gè)目標(biāo)。它吸引著一代代科學(xué)家投入其中，相關(guān)的重大成果更是數(shù)次獲得諾貝爾獎(jiǎng)的青睞。例如，2006年，日本科學(xué)家山中伸彌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了誘導(dǎo)表皮細(xì)胞使之變身為多能干細(xì)胞的方法，并因此獲得了2012年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。然而，除全能干細(xì)胞，沒有任何其他干細(xì)胞有可能獨(dú)立形成生命。如何讓多能干細(xì)胞再升級(jí)，是生命科學(xué)領(lǐng)域待突破的新問題。

　　丁勝研究團(tuán)隊(duì)介紹，他們發(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。這一創(chuàng)新的替代路徑——從更成熟的細(xì)胞，而不是利用生殖細(xì)胞（精子和卵子）獲取生命最早的起始細(xì)胞，具有廣泛的意義。

　　同時(shí)，研究人員能夠在實(shí)驗(yàn)室中保持誘導(dǎo)所產(chǎn)生細(xì)胞的全能性（即一個(gè)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，并進(jìn)而形成一個(gè)有機(jī)體的能力），為后續(xù)研究提供一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)來(lái)揭開生命創(chuàng)造的神秘面紗。這一系統(tǒng)非常重要，因?yàn)樗鼘⑹乖S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(gè)系統(tǒng)來(lái)深入理解和操控全能干細(xì)胞，以更好地理解生命開始時(shí)高度協(xié)調(diào)的過程。

　　“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?！倍俦硎?，“沒有合適的工具就無(wú)法深入研究這一問題。從這個(gè)角度來(lái)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)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)并帶來(lái)了巨大的機(jī)遇?！?/p>

　　深入理解并掌握全能干細(xì)胞意義深遠(yuǎn)

　　生命何時(shí)、何地、在什么條件下、從哪里來(lái)？這是人類亙古不變的求索。從2015年開始，研究生命起點(diǎn)的問題，是丁勝團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)。

　　丁勝團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)聚焦在三個(gè)方面：無(wú)須生殖細(xì)胞參與、解決多能干細(xì)胞在什么條件下可以逆轉(zhuǎn)為具有獨(dú)立產(chǎn)生生命個(gè)體能力的全能干細(xì)胞、逆轉(zhuǎn)后的全能干細(xì)胞可穩(wěn)定培養(yǎng)且能自我復(fù)制。

　　“逆轉(zhuǎn)包含兩層含義，表面看上去是細(xì)胞年齡的‘返老還童’，本質(zhì)上是細(xì)胞‘命運(yùn)的轉(zhuǎn)折’，即能否重返全能干細(xì)胞階段，從而具備產(chǎn)生獨(dú)立生命個(gè)體的潛能?！倍俦硎尽?/p>

　　2015年以來(lái)，丁勝結(jié)合自己20多年通過化合物調(diào)節(jié)干細(xì)胞的研究經(jīng)驗(yàn)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在自己實(shí)驗(yàn)室找尋小鼠多能干細(xì)胞向全能干細(xì)胞逆轉(zhuǎn)的“神奇藥水組合”。6年間，團(tuán)隊(duì)選擇并篩選了數(shù)千個(gè)小分子組合。通過多輪分析，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，并將這種分子組合稱為TAW雞尾酒藥物組合。

　　研究團(tuán)隊(duì)詳細(xì)核實(shí)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(cè)試標(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(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。他們發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞不僅在培養(yǎng)皿中表現(xiàn)出真正的全能干細(xì)胞的特點(diǎn)，而且在體內(nèi)還分化成胚內(nèi)和胚外譜系。

　　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)。

　　丁勝表示，深入理解并掌握全能干細(xì)胞的意義深遠(yuǎn)：“例如，它為再次創(chuàng)造個(gè)體生命甚至加速不同物種的進(jìn)化創(chuàng)造了可能。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)的研究者提供科學(xué)研究與社會(huì)倫理層面決策的知識(shí)與工具?？茖W(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)能有更多探索空間，為人類的發(fā)展拓寬邊界?！?/p>

　　　　（光明日?qǐng)?bào)北京6月22日電）