在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）的誕生曾帶來革命性突破。這類擁有自我更新能力、可分化為人體內(nèi)幾乎所有細(xì)胞類型的“萬能細(xì)胞”，為許多重大疾病的個(gè)性化治療打開了全新的大門。

盡管基于iPS細(xì)胞的療法已在多項(xiàng)臨床試驗(yàn)中展現(xiàn)出潛力，但其走向廣泛應(yīng)用卻長期受阻。傳統(tǒng)制備方法成本高昂、流程復(fù)雜，且存在外源基因整合等安全隱患，使得“個(gè)體化干細(xì)胞治療”難以真正普及。

12月23日，北京大學(xué)鄧宏魁院士團(tuán)隊(duì)牽頭在國際期刊《Cell Discovery》上發(fā)表了一項(xiàng)名為“利用化學(xué)重編程技術(shù)從外周血中高效生成具有臨床應(yīng)用價(jià)值的人類多能干細(xì)胞”的重磅研究，成功破解了這一難題。

研究人員開發(fā)出一種全新的“化學(xué)重編程”技術(shù)，可以僅用您的一滴外周血（就像日常抽血化驗(yàn)或指尖取血那樣簡單），在完全無需動(dòng)物血清、無需植入任何外源基因的情況下，高效、安全地培育出屬于您個(gè)人的、臨床級(jí)的多能干細(xì)胞。為干細(xì)胞療法的規(guī)模化臨床轉(zhuǎn)化奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

一、傳統(tǒng)技術(shù)瓶頸：臨床轉(zhuǎn)化的 “攔路虎”

自2006年山中伸彌團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）以來，這種能避免免疫排斥的自體細(xì)胞來源，一直被視作個(gè)性化再生醫(yī)學(xué)的理想材料。然而，其臨床轉(zhuǎn)化之路卻長期受阻于傳統(tǒng)制備技術(shù)的固有缺陷。

傳統(tǒng)方法依賴于轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的“基因重編程”，這不僅需要借助病毒載體等復(fù)雜系統(tǒng)來遞送外源基因，帶來了潛在的插入突變風(fēng)險(xiǎn)，還存在流程繁瑣、成本高昂、耗時(shí)漫長且效率低下等問題。此外，培養(yǎng)體系中常使用的胎牛血清等動(dòng)物源成分，也可能攜帶病原體并引發(fā)免疫反應(yīng)，難以滿足臨床安全標(biāo)準(zhǔn)。盡管血液細(xì)胞因其易于無創(chuàng)獲取而被認(rèn)為是理想的起始材料，但基于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)錄因子的重編程方法對(duì)其效率極低，且后續(xù)清除殘留試劑的漫長過程進(jìn)一步拖累了整個(gè)轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

正是在這一背景下，安全、高效的新型重編程技術(shù)成為迫切需求。 鄧宏魁團(tuán)隊(duì)長期致力于探索通過小分子化合物調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)的“化學(xué)重編程”路徑。從2013年首次建立小鼠體細(xì)胞的化學(xué)重編程系統(tǒng)，到2022年成功實(shí)現(xiàn)人類體細(xì)胞的化學(xué)誘導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域持續(xù)取得突破。而本次研究，正是瞄準(zhǔn)了臨床轉(zhuǎn)化中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)——如何利用血液細(xì)胞，高效、安全地制備出符合臨床標(biāo)準(zhǔn)的干細(xì)胞，標(biāo)志著該技術(shù)向?qū)嶋H應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。

二、什么是“化學(xué)重編程”技術(shù)？

那么，什么是“化學(xué)重編程”技術(shù)？簡而言之，它是一項(xiàng)旨在徹底革新干細(xì)胞制備方式的突破性策略。

與需要進(jìn)行“基因手術(shù)”的傳統(tǒng)方法截然不同，化學(xué)重編程完全摒棄了外源基因的整合。它的核心在于，使用一組精確定義的小分子化合物充當(dāng)“化學(xué)開關(guān)”，通過精準(zhǔn)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)部的信號(hào)通路，溫和而有效地引導(dǎo)一個(gè)普通的體細(xì)胞“返老還童”，逆轉(zhuǎn)回具有多向分化潛能的干細(xì)胞狀態(tài)。

這種方法帶來了根本性的安全保障：一方面，小分子物質(zhì)不會(huì)整合到細(xì)胞的遺傳物質(zhì)中，從而完全避免了基因突變的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，其培養(yǎng)體系徹底摒棄了成分復(fù)雜的動(dòng)物血清，全程使用化學(xué)成分明確、標(biāo)準(zhǔn)化的試劑，不僅消除了外源污染隱患，也為未來穩(wěn)定、可控的臨床轉(zhuǎn)化奠定了可靠基礎(chǔ)。

三、一滴血的奇跡：高效、快捷、無痛的干細(xì)胞之源

基于上述安全、可控的技術(shù)原理，本次研究實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的飛躍，其最直觀的成果體現(xiàn)為?“一滴血的奇跡”?，展現(xiàn)了極致的便捷性、高效性與普適性。

1.取材無創(chuàng)化：無需手術(shù)活檢，僅需50-100微升的靜脈血，甚至是指尖血，就足以啟動(dòng)整個(gè)程序。這對(duì)于兒童、老人或不宜接受創(chuàng)傷性操作的患者來說，意義非凡。

2.過程高效化：在優(yōu)化的無血清化學(xué)配方下，最快僅需18天，就能從血液細(xì)胞中培育出合格的多能干細(xì)胞克隆，效率極高，一次小規(guī)模實(shí)驗(yàn)就能獲得上百個(gè)干細(xì)胞克隆，為實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

3.結(jié)果普適化：研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來自14位不同年齡、性別供體的血液樣本進(jìn)行了測試，全部成功。這證明了該技術(shù)具有廣泛的適用性和可重復(fù)性，不因個(gè)體差異而失效。

綜上所述，這項(xiàng)研究不僅突破了傳統(tǒng)iPS細(xì)胞制備的技術(shù)瓶頸，更通過化學(xué)重編程這一安全路徑，將“利用一滴血便捷制備個(gè)人專屬干細(xì)胞”的愿景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，為再生醫(yī)學(xué)的臨床普及打開了全新局面。

四、嚴(yán)格質(zhì)檢：確保持續(xù)的健康潛能

當(dāng)然，生成的干細(xì)胞是否“合格”，必須經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證。研究人員從多個(gè)維度進(jìn)行了全面“體檢”：

首先進(jìn)行“身份認(rèn)證”，確保細(xì)胞形態(tài)典型、染色體正常，且基因指紋與供體完全匹配。

在“能力證明”環(huán)節(jié)，細(xì)胞必須高表達(dá)所有關(guān)鍵干細(xì)胞標(biāo)志蛋白，在分子層面與最“純正”的胚胎干細(xì)胞高度相似。

最后的“潛能測試”則要求細(xì)胞無論是在培養(yǎng)皿中自發(fā)分化，還是移植到動(dòng)物體內(nèi)，都能成功形成神經(jīng)、肌肉、腸道等多種組織，確鑿證明其分化成人體所有細(xì)胞類型的“真才實(shí)學(xué)”。

五、從實(shí)驗(yàn)室到疾病治療：這項(xiàng)技術(shù)能用在哪里？

基于“一滴血造干細(xì)胞”的技術(shù)，科學(xué)家正為眾多疑難重癥繪制全新的治愈藍(lán)圖。這些患者特制的“生命種子”，可被定向培育為所需的健康細(xì)胞，用于精準(zhǔn)修復(fù)。

在內(nèi)分泌領(lǐng)域，糖尿病治療前景廣闊。該技術(shù)已能將干細(xì)胞分化為功能完整的胰島細(xì)胞，早期臨床研究顯示，移植后能幫助1型糖尿病患者恢復(fù)胰島素分泌，擺脫對(duì)外源胰島素的依賴。

針對(duì)神經(jīng)退行性疾病，如帕金森病，可分化出能分泌多巴胺的神經(jīng)元進(jìn)行替代治療；也為阿爾茨海默病、脊髓損傷提供了潛在的細(xì)胞修復(fù)方案。在心血管領(lǐng)域，能為心肌梗死患者培養(yǎng)新的心肌細(xì)胞，像“生物補(bǔ)丁”一樣修復(fù)心臟。

此外，該技術(shù)在治療血液?。ㄈ绨籽。?、遺傳性罕見病，以及革命性加速新藥研發(fā)（實(shí)現(xiàn)“因人試藥”）等方面，都展現(xiàn)出巨大潛力。

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六、這項(xiàng)技術(shù)，對(duì)普通群眾來說意味著什么？

這項(xiàng)技術(shù)不僅僅是科學(xué)突破，更預(yù)示著一種普惠的健康未來。它意味著普通人可以儲(chǔ)存一份自己的“生命備份”——在年輕時(shí)存下一管血，就相當(dāng)于儲(chǔ)備了年輕的“生命種子”，為未來健康風(fēng)險(xiǎn)提供修復(fù)材料。

它有望破解“移植困局”，從根本上避免器官移植中的排異反應(yīng)和供體短缺問題，大幅降低終末期疾病治療的難度與費(fèi)用。對(duì)于有遺傳病風(fēng)險(xiǎn)或慢性病患者的家庭，這無疑是一顆“定心丸”，讓許多“不治之癥”看到了被修復(fù)的生物學(xué)可能。

長遠(yuǎn)來看，該技術(shù)還能推動(dòng)“預(yù)防醫(yī)學(xué)”升級(jí)。通過分析個(gè)人干細(xì)胞特性，可能更早預(yù)測特定疾病風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化健康管理與提前干預(yù)。

結(jié)語

從一滴血出發(fā)，鄧宏魁院士的這項(xiàng)化學(xué)重編程技術(shù)正努力將尖端再生醫(yī)學(xué)從實(shí)驗(yàn)室的“高閣”，推向?qū)こ０傩盏摹吧磉叀薄Ｋ慕K極目標(biāo)，是讓每位普通人都有機(jī)會(huì)以更安全、更可負(fù)擔(dān)的方式，擁有對(duì)抗疾病的終極武器和守護(hù)健康的堅(jiān)實(shí)底氣。

這不僅是治療技術(shù)的革新，更是對(duì)“生命權(quán)”和“健康公平”最深切的科技詮釋——讓最前沿的科學(xué)，溫暖最有需要的每一個(gè)人。

信息來源：Fu, X., Peng, F., Cai, R.?et al.?Robust generation of clinically applicable human pluripotent stem cells from peripheral blood by chemical reprogramming.?Cell Discov?11, 103 (2025). https://doi.org/10.1038/s41421-025-00852-7

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