多能干細胞(PSC)能夠分化生成任何所需的細胞類(lèi)型,具有巨大的再生醫學(xué)潛力。化學(xué)重編程是利用小分子組合來(lái)操控細胞命運的一種創(chuàng )新方式,能夠將體細胞重編程為多能干細胞。
2013 年,鄧宏魁團隊率先開(kāi)創(chuàng )了首個(gè)通過(guò)化學(xué)重編程誘導小鼠體細胞多能性的方法。與基于轉錄因子(山中因子)的策略相比,小分子重編程為通過(guò)完全不同的分子途徑來(lái)調節細胞命運提供了一種更靈活、更簡(jiǎn)便的方法。2022 年,鄧宏魁團隊將這種方法應用于人類(lèi)細胞,成功生成了人類(lèi)化學(xué)誘導多能干細胞(hCiPS 細胞)。2025 年,鄧宏魁團隊通過(guò)克服關(guān)鍵的表觀(guān)遺傳障礙,建立了一個(gè)加速的化學(xué)重編程平臺。值得注意的是,人類(lèi)化學(xué)重編程方法還通過(guò)逐步過(guò)程促進(jìn)了細胞命運的轉換,其中再生程序的短暫激活模擬了逆向的發(fā)育途徑。此外,小分子易于合成且易于標準化,這使得化學(xué)重編程方法在臨床應用方面前景廣闊。
要想生成人類(lèi)化學(xué)誘導多能干細胞(hCiPS 細胞),人類(lèi)血液細胞是最易獲取且最方便的細胞來(lái)源,然而,將人類(lèi)血液細胞化學(xué)重編程為多能干細胞,仍然是一項挑戰。
2025 年 7 月 30 日,北京大學(xué)鄧宏魁團隊與關(guān)景洋團隊合作,在 Cell Stem Cell 期刊發(fā)表了題為:Chemical Reprogramming of Human Blood Cells to Pluripotent Stem Cells 的研究論文。
該研究首次實(shí)現了人類(lèi)血液細胞到多能干細胞的化學(xué)重編程,克服了化學(xué)誘導多能干細胞制備中起始細胞來(lái)源的關(guān)鍵瓶頸,將進(jìn)一步推動(dòng)化學(xué)誘導多能干細胞技術(shù)的可及性。
化學(xué)重編程為利用小分子生成人類(lèi)化學(xué)誘導多能干細胞(hCiPS 細胞)提供了一種根本性的創(chuàng )新方法。這種方法在將人類(lèi)成纖維細胞重編程為 hCiPS 細胞方面具有很高的效率。然而,這種方法在將人類(lèi)血液細胞重編程為 hCiPS 細胞方面,仍然存在挑戰。
在這項最新研究中,研究團隊建立了一種穩健的化學(xué)重編程方法,成功地從臍帶血和成人外周血細胞中生成了人類(lèi)化學(xué)誘導多能干細胞(hCiPS 細胞)。
這種方法在不同供體的新鮮和冷凍保存的血液細胞中均實(shí)現了高效的化學(xué)重編程。值得注意的是,這種方法還能夠高效地從僅僅一滴指尖血中平均生成超過(guò) 100 個(gè) hCiPS 細胞克隆。
該研究的亮點(diǎn):
開(kāi)發(fā)了一種用于人類(lèi)血液細胞的穩健化學(xué)重編程方法;
從臍帶血單個(gè)核細胞(CBMC)和外周血單個(gè)核細胞(PBMC)高效生成人類(lèi)化學(xué)誘導多能干細胞(hCiPS 細胞);
該方法對新鮮和冷凍保存的血液細胞具有高度的可重復性;
只需一滴指尖血就足以生成 hCiPS 細胞。
這些結果突顯了化學(xué)重編程從人類(lèi)血液來(lái)源生成人類(lèi)化學(xué)誘導多能干細胞(hCiPS 細胞)的優(yōu)勢,并代表了一種用于高效、可擴展且便捷的干細胞生產(chǎn)的下一代平臺,在再生醫學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。
北京大學(xué)彭芳琪、王楊璐、成林、蔡如意、傅筱荻、楊芷涵、程若琦為該論文的共同第一作者。北京大學(xué)博雅講席教授、昌平實(shí)驗室領(lǐng)銜科學(xué)家鄧宏魁教授、北京大學(xué)藥學(xué)院關(guān)景洋研究員和王楊璐博士為該論文共同通訊作者。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09334-y
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