今天，顶级学术期刊《自然》推出了一项来自中国研究团队的大量研究。北京大学邓宏奎教授领导的团队在干细胞领域取得了突破，首次在国际上报道使用化学小分子诱导人体细胞转化为多能干细胞。

2012诺贝尔生理学或医学奖授予山中伸弥教授和John B. Gurdon两位科学家表彰了他们对多能干细胞诱导的贡献。

多能干细胞具有无限增殖的特性，可分化为生物体的所有功能细胞类型。在人类和其他哺乳动物的自然发育过程中，多能干细胞只存在于胚胎发育的早期阶段，然后分化为各种成体细胞。诱导多能干细胞（iPSC）但这个过程被逆转了。两位诺贝尔奖得主的工作发现，细胞核移植和外源性基因的引入可以诱导成体细胞回到胚胎发育的早期状态，并被重新编程为多功能干细胞。

在细胞核移植和转录因子诱导之后，中国科学家提出了一种新的诱导多能干细胞制备技术：化学重编程。

据邓宏奎教授说，这项工作可以说是十年磨剑的结晶。2013年，研究小组在科学上发表了原创成果，首先实现了小鼠化学重编程，即不依赖卵母细胞和转录因子等细胞内源性物质，只使用外源性化学小分子逆转细胞命运，小鼠体细胞重编为多能干细胞（化学重编程诱导多能干细胞，简称CiPS）。

此后，研究团队和多位合作伙伴逐步阐明了化学重编程的独特机制，大大优化了系统，最终为制备人多能干细胞开发了新途径。

▲新一代诱导多潜能干细胞技术(图片来源:研究作者提供)的发展历程

与传统方法相比，化学小分子具有操作简单、时空控制强、功能可逆、细胞重编程过程高度可控等优点。此外，小分子诱导细胞重编程技术避免了传统转基因操作引起的安全问题，有望成为更安全的临床治疗手段。

然而，化学重编程诱导多能干细胞仍然面临着许多挑战。由于人类成体细胞具有更稳定的表观遗传，细胞命运的可塑性较低，通过化学小分子的刺激更难获得更多的潜在特征。有趣的是，研究人员受到了蜥蜴身体再生的启发，通过创建一个关键的中间步骤取得了突破。

蜥蜴和其他两栖动物有神奇的肢体再生。受到外界损伤后，体细胞会自发改变自身特征，然后通过去分化获得一定的可塑性，借助这种可塑性的中间状态实现肢体再生。

沿着这一思路，研究小组进行了大量化学小分子的筛选和组合，最终发现在特定化学小分子组合的作用下，高度分化的人成体细胞可以发生类似的分化现象，获得一定的可塑性中间状态。研究小组证实，每个人CiPS细胞诱导的早期阶段激活了类似于动物断肢再生早期的基因表达特征。

▲通过创建可塑性中间状态，人体细胞的化学重编程可以诱导人CiPS细胞(图片来源:参考资料[1])

该研究还进一步描述了化学重编程诱导人CiPS细胞的独特分子机制。人人独特。CiPS诱导以分阶段准确调控的方式发生，其中诱导以分阶段准确调控的方式发生。JNK通道是化学重编程的主要障碍，因此抑制JNK通道对于通过抑制炎症促进通道诱导细胞可塑性和重新获得类似再生的中间状态至关重要。

研究人员指出：这种再生中间态为研究人体细胞重新激活再生基因提供了新的思路，并提醒我们，有望促进化学重编程在组织器官再生方向的应用，为再生医学研究提供新的可能途径。

▲化学重编程激活再生相关网络的分子机制（图片来源：研究作者提供）

近年来，诱导多能干细胞技术的建立在细胞治疗、药物筛查和疾病模型领域具有广泛的应用价值，特别是为患者建立自体特异性干细胞系，大大加快了干细胞的临床应用。基于原始的iPSC目前，已对帕金森病、糖尿病、癌症等重点疾病进行了细胞治疗临床试验。

邓宏奎教授评论说，现在我们有了原创的新一代多能干细胞制备技术，不仅有助于更好地了解细胞命运的决定和转变机制，而且为未来重大疾病的再生医学治疗带来了新的可能性。

▲人CiPS技术在生物医学领域具有广阔的应用前景（图片来源：研究作者提供）

注：原文已被删除