科普中国网 03.24

近日，中国科学家最新成果——通过「诱导体细胞培养出人类全能干细胞」，荣登Nature 。这是一次重大突破，虽然可能不像山中伸弥那样轰动，但是在业内看来，这是一次巨大进步（当然还是存在一些问题待解决）。

这里先总结下这篇研究内容：

1，本研究将诱导多能干细胞的时期往前推了3天左右，让诱导多能干细胞有更多的分化潜力。

2，本研究创新地结合了单细胞测序技术，能够帮助找到分化潜力强的细胞，这对于我们干细胞研究提供了新的思路。

3，本研究还存在一些不足，至于诺奖之类的就是扯淡喽。

下面就从五个方面来和大家说说这篇长文。

01，干细胞和干性

人是从一颗受精卵开始起步最终发育成一个完整个体的。

这个过程，在传统生理意义上，是不可逆的。

而这个过程，也伴随着细胞的增殖和分化，前者就是一变多的过程，后者就是一个细胞特化成各种各样细胞的过程，比如神经细胞和红细胞就非常差别。

而根据目前的认知，这伴随着细胞的干性逐步下降。这里所谓的干性，大家可以理解为潜力股，就是干性越强，那意味着这个细胞能够分化成越多的细胞类型。

其中，受精卵是最强的，可以直接发育成个体，那自然意味着可以发育成所有类型细胞。但是像造血干细胞这种，就只能走造血了，而不能发育成为神经细胞。

就像有外行以为脐带血万能，那是扯淡。

那么，问题来了，如何从成人中获取干细胞？

02，如何获取人类干细胞？——诱导多能干细胞的来历

就像上面所提的，随着发育，越往后，干细胞越少，而且干性越弱，到了成年人，基本上没有多少干细胞了，而且这些干细胞基本上干性不足，只能分化成特定的细胞（比如造血干细胞），而其他的器官，还不一定有干细胞呢，比如大名鼎鼎的心肌干细胞，后来被证实是假的。

但是对于医学生物来说，我们是很需要干细胞的，短期是科研，长期那可是为了造福人类啊，想想，有了干细胞，直接想要什么器官就有什么器官，而且根本不需要担心排异问题，那可是你自己掉下来的肉啊。

所以，如何获取人类的干细胞，成为了一个迫切问题。那怎么获取呢？

1，在人类早期发育时候获取——违法，甚至可能相当于杀人，所以不可行。

2，我们重新给它造个人——克隆，

但是这个过程相当于重新走一遍人类从零开始，不仅仅是伦理上不允许，事实上，克隆人到目前还没成功呢，这一点可能有点出乎人们的意料。因为在科幻片或者民间文学里，克隆人早就是邪恶人或者土豪专属了。然而事实上，克隆人，很难很难，直到2018年，我们才搞定克隆猴，更别提人类了。

3，能不能有其他手段逆转细胞让它变成干细胞呢？

这就是著名的山中伸弥干的事情了。

其实山中伸弥也是被逼的。

他当年做小鼠，那干细胞是哗啦啦的来，毕竟小鼠嘛，要多少有多少，可是到了做人类，发现，找不到人类干细胞，毕竟这东西比黄金还珍贵。

没办法，山中伸弥只能去自己解决了。最终，他想到了用一些人类细胞特有的成分来逆转细胞。

这就是著名的山中因子。其实过程，比较枯燥，就是反复尝试。水多加面，面多加水，最终不断尝试，一共4个因子可行。

其中有癌症因子c-myc，转录因子KLF4等等。

这一发现可谓石破天惊，因此山中伸弥在搞出这东西几年后就拿了诺奖，差点刷新了诺奖生理或医学奖纪录，毕竟这个奖的验证周期很长。

03，诱导多能干细胞的问题

看起来好像一切都完美了，人类又忍不住幻想了。但是在业内，依然有问题。

1，这些因子有风险

山中因子既有癌症因子，又有病毒因子，这东西说穿了，只能科研，不能实践啊。

毕竟这些因子到了人体，一不小心就导致人得了癌症，更别提还有病毒因子。因此一直以来，山中伸弥的研究都停留在科研阶段。

于是有人就想，能不能有更简单的办法搞出来呢？一位日本女科学家就开始大发脑洞，开发出了一种全新的诱导办法，就是给细胞刺激，比如，吃点酸？毕竟酸儿辣女嘛。

她还取了个好名字，“刺激触发的多能性获得”（STAP），当时全世界的眼睛都亮瞎了，没想到精密的生物科学竟然可以如此粗放。

然而，最终证实，tm是造假的。于是她导师自杀了，她被邀请拍片了，她就是小保方晴子。

不过，其他人改进的过程还是在进行，但是要谨慎多了，比如调整因子啥的，不管咋说，也是修修补补啦。

2，这个干细胞，不咋行

尽管人们对诱导多能干细胞充满了赞美，但是这个细胞，实际上，有些问题。

那就是：干性不足。

山中伸弥诱导得到的多能干细胞相当于是受精卵发育5-6天时的状态，不同于全能干细胞，发育潜力比较受限。

这个时候，其实细胞已经分化不小了。

给大家一个直观的展示，那就是，ipsc，不能发育成个体，在体内无法长出胎盘。

所以，科学家们想，能不能有办法，让诱导多能干细胞再往前靠一点呢？

这就是这次我国科学家的nature成果。

04，干性加强版的诱导多能干细胞

这次nature的文章是来自中国科学院和深圳华大生命科学研究院等多家机构

大家可以简单地理解，就是：把诱导多能干细胞的干性时期往前推了3天。这次诱导出来的多能干细胞相当于人类受精卵发育3天的胚胎细胞，比之前诺奖诱导的干细胞提前了2-3天！

不要小看这短短几天，在受精卵发育时期，真是按小时计算的，差几个小时，那干性会悬殊千差万别。

基本上可以发育成绝大多数器官。

因为反过来推论，在做试管婴儿的时候，8细胞是可用的。

这次之所以能提前干细胞发育，其实得益于单细胞技术。什么是单细胞测序技术呢？比较复杂， 大体上大家可以理解为，更加精细的分解细胞。

比如，人们一般认为人类也就几十种细胞，然而实际上，研究发现，可能多达上千种。比如哪怕是单独的心脏，也有数十种细胞类型，这就是新的分类办法。

不是基于外观，而是基于基因表达情况来划分。不过，这个技术还是比较贵的，所以华大做的起，我做不起，昨天还收到生物公司的推荐

这次他们用的是DNBelab C4平台，然后用DNBSEQ测序技术来分选细胞，这样就能够挑出一些干性较高的细胞。

具体的过程是这样的

先诱导细胞，然后开始单细胞测序筛选。

这是筛选出细胞的染色质图谱（真是太漂亮了，我已经开始学习）

这是4CL na？ve PSC 和8CLC的转录组图谱

很懵吧，没必要，这些图是给专业人士看的，大家只需要了解：找到了潜力相当于受精卵3天的细胞。

05，存在什么问题嘛？

当然有了，永远牢记一句话：这个世界没有完美的科研。

这篇研究，同样也有一些问题。

1，干性问题

这篇文章目前的干性推测过于理想了，事实上，目前对其干性的推测证据不足。

换句话：很多人认为这次找到的干细胞有多牛逼，其实这些属于推论了，该文章并没有做论证。所以，这是个遗憾。

当然未来找到更多证据，说不定可行。

2，这个文章需要更多验证

这次使用的条件，和以往发表的论文都不一样，因此也没法和之前的研究对比，这也是reviewer的看法，所以后续还要有更多研究来验证。

3，诱导多能干细胞的根本性问题依然没解决

我们提到的诱导多能干细胞的天然缺陷，这篇文章也没解决，所以，不具备应用价值。但是可以为科研提供相应的依据。

所以，还是期待未来吧。