新方法將人類多能干細胞轉(zhuǎn)化為 8 細胞胚胎樣階段

華大基因與合作伙伴共同在《自然》雜志上發(fā)表了一項世界首創(chuàng)的研究，宣布發(fā)現(xiàn)了一種無轉(zhuǎn)基因、快速、可控的多能干細胞轉(zhuǎn)化為真核細胞的方法。 8細胞全能胚胎樣細胞，為器官再生和合成生物學的進步鋪平了道路。

華大基因研究人員與來自中國、孟加拉國和英國的國際團隊一起，使用華大基因先進的單細胞測序技術(shù)幫助將多能干細胞或早期胚胎細胞的“成人”版本轉(zhuǎn)化為更“幼年”的版本捕獲人類合子基因組激活并保留所有具有發(fā)育潛力的譜系的細胞。

這些細胞未來可用于再生醫(yī)學，以再生已經(jīng)患病的人體器官，并減少世界對器官捐贈的依賴。它們也可用于生成人造胚泡或胚狀體。此外，它們還可用于研究人類胚胎發(fā)育，幫助治療早期發(fā)育相關(guān)疾病，并防止流產(chǎn)。

雖然將多能干細胞轉(zhuǎn)化為囊胚內(nèi)的內(nèi)細胞團樣細胞的技術(shù)已經(jīng)存在了一段時間，但這項研究是研究人員首次建立在人類發(fā)育周期中將多能干細胞轉(zhuǎn)化為真正早期階段的方法這與 8 細胞胚胎相匹配，這將有助于擴大對早期人類胚胎發(fā)育的理解。至關(guān)重要的是，研究人員隨后能夠證明轉(zhuǎn)化的細胞可以在體內(nèi)產(chǎn)生胎盤細胞——這是第一次這樣做。

“全能 8 細胞期胚胎樣細胞僅在 3 次分裂后就重建了受精卵的胚胎狀態(tài)。與已報道的多能干細胞相比，這些細胞不僅可以分化為胎盤組織，還可能發(fā)育成更成熟的器官，為全球數(shù)百萬需要器官移植的患者帶來福音。”論文的作者是中國科學院的 Miguel A. Esteban 教授、Md. Abdul Mazid 博士和李文娟博士。

“這一突破也是再生醫(yī)學與單細胞測序技術(shù)相結(jié)合的完美例證，”該論文的另一位通訊作者、華大基因研究院的劉龍奇博士說。“通過大規(guī)模的單細胞多組學通過干細胞技術(shù)對體外或體內(nèi)獲得的細胞或組織進行高效、精確的鑒定，將極大地加速再生醫(yī)學的研究。”

處于這個早期發(fā)育階段的細胞可以被描述為“全能”，這意味著它們有可能產(chǎn)生所有類型的早期胚胎細胞，進而產(chǎn)生發(fā)育所必需的組織和器官。該研究建立在先前在胚泡階段對多能干細胞的研究基礎(chǔ)上，此時細胞有可能產(chǎn)生更有限范圍的不同細胞和組織。

該研究的突破得益于單細胞測序技術(shù)的進步，而華大基因在該技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位。其單細胞文庫測序平臺結(jié)合其測序技術(shù)，能夠以低成本實現(xiàn)高靈敏度、高準確度的廣泛、多維度的單細胞分析。

該研究背后的國際團隊采用多能干細胞并用化學混合物對其進行處理，以產(chǎn)生 8 細胞胚胎樣細胞。在其他實驗中，這些細胞被分選并注射到小鼠體內(nèi)進行進一步發(fā)育，然后使用華大基因的單細胞基因組分析進行分析。這項創(chuàng)新技術(shù)幫助科學家識別和分離目標 8 細胞胚胎樣細胞，并證明它們具有“全能”能力，可以在體內(nèi)產(chǎn)生參與產(chǎn)生胎盤的細胞。

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