學(xué)術(shù)期刊《Cell》在線發(fā)表生命聯(lián)合中心鄧宏魁研究組題為“Derivation of Pluripotent Stem Cells with In Vivo Embryonic and Extraembryonic Potency”的研究論文。該研究在上建立了具有性特征的多潛能干細(xì)胞系，獲得的細(xì)胞同時(shí)具有胚內(nèi)和胚外組織發(fā)育潛能。

發(fā)育生物學(xué)研究的一個(gè)根本性的科學(xué)問題是如何在體外建立具有發(fā)育為整個(gè)生命個(gè)體能力的干細(xì)胞系，其代表性工作是多能（pluripotent）干細(xì)胞的建立。多能干細(xì)胞zui重要的功能特性是能嵌合進(jìn)入早期胚胎中并參與胚胎各個(gè)細(xì)胞譜系的發(fā)育。但是多能干細(xì)胞的發(fā)育潛能于胚胎內(nèi)的組織，很難發(fā)育為胎盤、卵黃囊等胚胎外的組織。如何在體外建立并維持具有胚內(nèi)和胚外發(fā)育潛能的干細(xì)胞系，是當(dāng)前干細(xì)胞研究領(lǐng)域zui富挑戰(zhàn)性的難題之一。

鄧宏魁研究組通過化學(xué)小分子篩選，開發(fā)了一種全新的培養(yǎng)體系，能夠建立具有胚內(nèi)和胚外發(fā)育潛能的小鼠和人干細(xì)胞系。這一全新的干細(xì)胞被命名為潛能擴(kuò)展的多能干細(xì)胞（Extended Pluripotent Stem Cells），簡稱為 EPS 細(xì)胞。令人驚奇的是，單個(gè)小鼠 EPS 細(xì)胞即可地嵌合到小鼠不同發(fā)育時(shí)期的胚內(nèi)和胚外組織中，并發(fā)育形成各種胚內(nèi)和胚外的組織類型。通過四倍體補(bǔ)償技術(shù)，進(jìn)一步證明了單個(gè)小鼠 EPS 細(xì)胞即能發(fā)育成為成體小鼠。該研究組還利用人鼠異種嵌合技術(shù)，分析了人 EPS 細(xì)胞的體內(nèi)發(fā)育潛能。人 EPS 細(xì)胞注射到早期小鼠胚胎后，能夠穩(wěn)定地嵌合到小鼠胚內(nèi)和胚外組織中，其胚內(nèi)整合比例比已報(bào)道的整合效率提高了近 20 倍，并在 mRNA 和蛋白水平證明了人嵌合細(xì)胞能夠向不同的細(xì)胞譜系分化。上述結(jié)果表明 EPS 細(xì)胞同時(shí)具有胚內(nèi)和胚外的發(fā)育潛能。

EPS 細(xì)胞具有胚內(nèi)和胚外的發(fā)育潛能

該項(xiàng)研究在體外建立了同時(shí)具有胚內(nèi)和胚外發(fā)育潛能的干細(xì)胞系，即 EPS 細(xì)胞。EPS 細(xì)胞為研究哺乳動物早期胚胎尤其是胚外組織發(fā)育的分子機(jī)制提供了新的工具。小鼠 EPS 細(xì)胞在單細(xì)胞水平所展現(xiàn)出的更強(qiáng)的嵌合能力和發(fā)育潛能，為建立小鼠遺傳模型提供了新的手段。人 EPS 細(xì)胞的異種嵌合能力為未來利用異種嵌合技術(shù)制備人體組織和器官奠定了基礎(chǔ)，為干細(xì)胞技術(shù)治療重大疾病提供了新的可能。此外，采用同一培養(yǎng)條件即能建立人和小鼠 EPS 細(xì)胞，提示了 EPS 這一狀態(tài)在哺乳動物不同物種中可能存在保守性，為未來在多個(gè)物種中廣泛建立具有性特征的干細(xì)胞系提供了新的起點(diǎn)，對于干細(xì)胞研究具有重要的意義。