靈長類原始態(tài)多能干細胞培育成功

最新一期《細胞·干細胞》上發(fā)表一項開創(chuàng)性研究稱：日本東京科學大學團隊在黑猩猩體細胞中建立了原始態(tài)誘導多能干細胞（iPSC）培養(yǎng)體系。這不僅揭示了維持這些細胞自我更新能力的關(guān)鍵機制，而且還首次利用這些細胞培育出黑猩猩的胚芽細胞模型，即早期胚胎發(fā)育的模擬結(jié)構(gòu)。這項成果標志著對靈長類動物早期胚胎發(fā)育研究邁出了關(guān)鍵一步。

理解細胞在胚胎早期如何分化，是推動再生醫(yī)學和發(fā)育生物學發(fā)展的核心問題。多能干細胞（PSC）因具有轉(zhuǎn)化為體內(nèi)各種細胞類型的潛力，所以在這一領(lǐng)域具有重要價值。然而，由于倫理和技術(shù)的雙重限制，人類及其它靈長類動物的相關(guān)研究長期面臨困境，進展緩慢。

相比傳統(tǒng)PSC，原始態(tài)PSC處于更早的發(fā)育階段，具備更強的分化潛能。雖然人類原始態(tài)PSC可以同時形成胚胎組織以及胚外組織（如胎盤和卵黃囊），但小鼠中的同類細胞卻不具備這種能力。這引發(fā)了科學界的一個重要思考：這種擴展的分化能力究竟是人類獨有的，還是在其它靈長類動物中也普遍存在？

此次研究的核心發(fā)現(xiàn)之一是抑制多梳抑制復合物2（PRC2）——一種調(diào)控基因活性和細胞分化的關(guān)鍵蛋白復合體，其對維持黑猩猩原始態(tài)iPSC的生長至關(guān)重要。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，即使重編程過程初步成功，若缺乏對PRC2的抑制，這些細胞也無法持續(xù)增殖。

團隊進一步發(fā)現(xiàn)，黑猩猩原始態(tài)iPSC在基因表達模式和分化潛能方面與人類細胞高度相似。它們不僅能分化為胚胎組織，還能生成滋養(yǎng)外胚層和下胚層等兩種至關(guān)重要的胚外組織，而這正是胚胎成功著床和后續(xù)發(fā)育的基礎。基于此，團隊成功構(gòu)建了一個包含胚胎早期發(fā)育所需全部三種細胞類型的三系胚芽模型。

此外，團隊還在培養(yǎng)系統(tǒng)上取得突破，建立了首個無飼養(yǎng)層的黑猩猩原始態(tài)iPSC培養(yǎng)體系。通過使用PRC2抑制劑，他們成功實現(xiàn)了黑猩猩iPSC的長期穩(wěn)定擴增，擺脫了對外源飼養(yǎng)細胞的依賴。

【總編輯圈點】

黑猩猩胚芽模型的建立，為科學家提供了一種強大的平臺，用于深入探究哺乳動物早期胚胎發(fā)育的分子機制。而隨著該研究不斷深入，這一模型將助力生殖生物學、疾病建模、藥物篩選及個性化再生醫(yī)學的發(fā)展。可以說，這項成果不僅拓展了我們對生命最初階段的認知邊界，也為未來靈長類干細胞研究開辟了全新的路徑。