每個人的生命都起源于一個單一的細胞——受精卵。這個由精子和卵子結合形成的全能性細胞，在早期胚胎發育過程中會經歷第一次細胞命運決定，分化為兩種不同的細胞譜系——外層的滋養外胚層和內部的內細胞團。其中，內細胞團具有多能性，將最終發育成個體的所有組織和器官。
高紹榮（受訪者供圖）因此，我們關注的核心科學問題在于，在基因組序列不變的前提下，細胞如何通過調控基因的“開啟”與“關閉”，實現多樣化的命運選擇？這一機制正是表觀遺傳（epigenetics）調控的核心所在。
由于倫理和技術限制，人類胚胎在體外培養不能超過14天，這極大地制約了對人類早期發育機制的深入研究。為此，科學家們嘗試利用小鼠干細胞自組裝形成類胚胎結構。然而，傳統方法通常需要混合兩種不同類型的干細胞——胚胎干細胞和滋養層干細胞，操作繁瑣且所構建的類胚胎發育潛能非常有限。
因此，我們團隊提出一個新策略：能否僅使用單一類型的干細胞，在添加兩種特定小分子化合物后，同時激活關鍵信號通路，從而誘導其獲得兼具胚胎與胚外組織分化能力的“雙潛能”狀態？
令人振奮的是，這類誘導獲得的雙潛能細胞不僅能在體外高效分化為滋養外胚層、內胚層和原始生殖細胞等早期三大譜系結構，還能被成功嵌合進小鼠8細胞期胚胎，并參與形成正常囊胚，甚至支持小鼠出生并具備正常繁殖能力。基于這一新型細胞，我們團隊進一步成功構建出結構完整、具有三胚層特征的類胚胎模型。通過旋轉培養技術，該模型可實現組織形態與真實胚胎高度相似。
希望未來這項成果能成為連接基礎研究與臨床轉化的重要橋梁。
本文鏈接：高紹榮院士：表觀遺傳調控如何作用胚胎譜系分化http://m.sq15.cn/show-11-28240-0.html
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