學術期刊《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胞系，獲得的細胞同時具有胚內(nèi)和胚外組織發(fā)育潛能。

發(fā)育生物學研究的一個根本性的科學問題是如何在體外建立具有發(fā)育為整個生命個體能力的干細胞系，其代表性工作是多能（pluripotent）干細胞的建立。多能干細胞zui重要的功能特性是能嵌合進入早期胚胎中并參與胚胎各個細胞譜系的發(fā)育。但是多能干細胞的發(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)育潛能的干細胞系，是當前干細胞研究領域zui富挑戰(zhàn)性的難題之一。

鄧宏魁研究組通過化學小分子篩選，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胞系。這一全新的干細胞被命名為潛能擴展的多能干細胞（Extended Pluripotent Stem Cells），簡稱為 EPS 細胞。令人驚奇的是，單個小鼠 EPS 細胞即可地嵌合到小鼠不同發(fā)育時期的胚內(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。通過四倍體補償技術，進一步證明了單個小鼠 EPS 細胞即能發(fā)育成為成體小鼠。該研究組還利用人鼠異種嵌合技術，分析了人 EPS 細胞的體內(nèi)發(fā)育潛能。人 EPS 細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胞能夠向不同的細胞譜系分化。上述結果表明 EPS 細胞同時具有胚內(nèi)和胚外的發(fā)育潛能。

EPS 細胞具有胚內(nèi)和胚外的發(fā)育潛能

該項研究在體外建立了同時具有胚內(nèi)和胚外發(fā)育潛能的干細胞系，即 EPS 細胞。EPS 細胞為研究哺乳動物早期胚胎尤其是胚外組織發(fā)育的分子機制提供了新的工具。小鼠 EPS 細胞在單細胞水平所展現(xiàn)出的更強的嵌合能力和發(fā)育潛能，為建立小鼠遺傳模型提供了新的手段。人 EPS 細胞的異種嵌合能力為未來利用異種嵌合技術制備人體組織和器官奠定了基礎，為干細胞技術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，為未來在多個物種中廣泛建立具有性特征的干細胞系提供了新的起點，對于干細胞研究具有重要的意義。