“雞尾酒”藥物可將細胞轉化為全能幹細胞從頭開始培育生物體
中國清華大學的研究人員開發了一種新的“雞尾酒”藥物,可將細胞轉化為全能幹細胞,即生命的起點。這些細胞可以分化成體內的任何細胞,有可能繞過對精子和卵子的需求來培育一個生物體。
並非所有的干細胞都是平等的-它們處於一個分化潛力的分支層次。多能幹細胞在成年人的許多組織中被發現,它們可以變成與該組織或器官相關的幾種細胞,幫助癒合。多能幹細胞在發展樹中更早一步,它存在於胚胎中,幾乎可以成為身體中的任何類型的細胞。
但在產業鏈的頂端是所謂的全能幹細胞,它們可以成為身體中的任何細胞,以及像胎盤這樣的支持性組織。這些細胞標誌著發育的開始,包括從受精卵形成的第一個單細胞,它們在發育的最初幾個階段一直存在。之後,這些細胞分化為多能幹細胞,並隨著身體的發育進一步特化為身體的所有細胞。
近年來,科學家們已經能夠獲取成體細胞並誘導它們進入多能狀態,這構成了乾細胞再生醫學研究的基礎。但在新的研究中,清華大學的團隊更進一步,首次將多能幹細胞誘導成具有全能特性。
研究人員開始篩選數以千計的小分子組合,直到他們確定了一種特定的三個組合,似乎能夠誘導小鼠多能幹細胞的全能特性。他們以其中的三種分子–TTNPB、1-Azakenpaullone和WS6命名他們的混合物為“TAW雞尾酒藥物組合”。
分子測試顯示,接觸“TAW雞尾酒藥物”的細胞在所有轉錄組、表觀基因組和代謝組水平上都具有全能特性。在全能細胞中發現的數百個基因被開啟,而那些與多能性相關的基因被關閉。
為了研究這些細胞的分化程度,研究小組在實驗室培養皿和小鼠的活體胚胎中培養了這些細胞。在這兩種情況下,這些細胞都表現得像全能幹細胞–在活體小鼠中,它們能夠分化為胚胎和胚胎外(如胎盤)的細胞系。
該團隊說,這一突破可能會帶來一些重大的新機會。從長遠來看,科學家們有可能直接從一個成熟的細胞中創造出一個活的生物體,避開對精子和卵子的需求。這可能會幫助人們擁有原本不可能擁有的孩子,或者幫助保護瀕危物種。然而,研究人員也承認,倫理問題無疑會出現。
這項研究發表在《自然》雜誌上。