Life Med亮点 | 重塑人类细胞全能性

人类早期胚胎发育的研究是治疗发育疾病和不孕症的关键。但是人类胚胎研究受到伦理、法律和技术的限制，因此开发人类胚胎发育的体外研究模型格外重要。多能干细胞（pluripotent stem cell，PSC）是胚胎发育领域早期主要使用的模型，但是PSC通常无法生成胚胎外组织，缺乏全能性。在原始态小鼠胚胎干细胞（mouse embryonic stem cells，mESCs）中，研究人员已经鉴定出一种2C样全能性细胞亚群，并确定逆转录基因DUX是mESCs进入2C样状态的主要调节因子，通过诱导表达DUX能将原本不足1%的2C样细胞（2C-like cells，2CLCs）比例提高到70%。但是，人类全能性细胞相关的研究却进展甚微。

•  人类全能样细胞的发现

最近，研究人员在原始态人类多能干细胞（naïve human pluripotent stem cell，naïve hPSC）中首次观察到具有8C细胞特征的全能性细胞。研究人员通过单细胞测序分析，创新性地发现：原始态人类多能性干细胞中，有一个在转录上与人类8细胞期 （8C）胚胎细胞类似的亚群，并将其命名为8C样细胞（8C-like cells，8CLCs）。研究人员通过比较人类8C胚胎细胞与DUX4过表达细胞系表达谱生成的新数据集，确定8CLCs所占比例约为1.5%。此外，8CLCs 也可以通过TPRX1的高表达来识别。与小鼠2CLCs类似的，过表达DUX4可使人类8CLCs的丰度增加20倍。

在原始态多能干细胞中捕获人类8C样细胞

• 绘制人类全能样细胞生成过程的分子路线图

研究人员还建立了一种hPSC培养条件，通过抑制组蛋白的甲基化和促进乙酰化，进而促进全能性相关基因的表达。通过TPRX1的报告基因系统，研究人员分离出了8CLCs，结合单细胞测序分析，揭示了多能-全能转换过程的分子路线图，第一次展示了人类全能样细胞的生成过程。

• 总结与展望

总而言之，研究表明能够在原始态hPSC中鉴定出人全能样细胞，并且通过调节培养条件能够增加其稳定性和丰度，这些研究深化了对于人类细胞全能性的理解。类似的策略也可以用于鉴定PSC中尚未发现的独特细胞类型。同样，也可以用相似的策略生成所需特性的定制细胞，这些细胞具有重大的应用潜力。

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原文链接：https://doi.org/10.1093/lifemedi/lnac024

作者简介

吴军

美国德克萨斯大学西南医学研究中心

吴军，美国德克萨斯大学西南医学研究中心分子生物学系的助理教授，主要从事多能干细胞基础和转化研究。多能干细胞是可用于发育和疾病建模的强大工具，对于再生医学和生殖生物学具有广阔的应用前景。团队发现了具有独特分子和表型特征的多能干细胞，从而扩展了对多能态的认知。实验室的主要研究方向包括：1.衍生新型多能干细胞。2.研究调节多能性的分子机制。3.研究异种嵌合障碍的分子机制。4.生成基于干细胞的哺乳动物胚胎模型。

制版：陆小炮

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