生命起源於受精卵，之後，隨著受精卵的無限分裂，不同的細胞發育成了我們不同的組織和器官，最終形成完整的人體。但已經分化成為某種組織和器官的細胞，就不具備分化成其他組織和器官的潛能了。
2006 年，日本京都大學山中伸彌團隊在《細胞》期刊上率先報導了誘導多能幹細胞的研究。他們把四種轉錄因子基因克隆入病毒載體，然後引入小鼠成纖維細胞，發現可誘導其轉化為一種新細胞，即誘導多能幹細胞（iPSCs）。
iPSCs 對於再生醫學研究是一個巨大的福利，研究人員可以用一個人的皮膚細胞、血細胞或者其他細胞進行重新編碼，將它們轉化為誘導性多功能幹細胞，這些細胞就可以分化為幹細胞、神經細胞或是其他任何需要再生的細胞。這種個性化的疾病治療方法不僅可以規避免疫排斥的風險，還能避免使用胚胎幹細胞帶來的倫理方面的爭論。
2012 年，諾貝爾生理學或醫學獎頒發給了成功將已經成熟的體細胞誘導成為囊胚階段的多能幹細胞的山中伸彌。人類囊胚期的細胞是受精卵發育 5-6 天的狀態，其進一步發育的能力比較受限。
在一項新的研究中，來自中國科學院和深圳華大基因研究院等研究機構的研究人員首次宣佈發現了一種無轉基因、快速和可控的方法，將人類多能性幹細胞轉化為真正的 8 細胞階段全能性胚胎樣細胞（8-cell totipotent embryo-like cell），這是目前全球在體外培養的 “最年輕” 的人類細胞，具備非常強的發育潛力，為器官再生和合成生物學的進步鋪平了道路。相關研究結果於 2022 年 3 月 21 日線上發表在 Nature 期刊上。
單細胞測序技術正在推進我們對人類早期發育過程的理解，但胚胎的稀缺性和相關的倫理考慮阻礙了進展。為了克服這一缺陷，研究人員設計了無轉基因、快速和可控的培養條件，從原始的人類多能幹細胞（PSC）中產生轉錄和表觀上與人類 8C – 胚胎相似的 8CLC（8C 樣細胞）。並找到了全能細胞誘導的 2 個關鍵因子：DPPA3 和 TPRX1。DPPA3 誘導整個 8CLC 轉換過程中的 DNA 去甲基化，而 TPRX1 屬於一種同源盒轉錄因子，主要在 8CLC 中發揮作用。
Generationof8CLCfromhumanPSC
作為發育早期的全能幹細胞，這些細胞應該有潛力分化出所有的胚胎細胞型別，進而產生髮育必需的組織和器官。研究人員在隨後的實驗中也證明了這些細胞的全能性。值得注意的是，8CLC 可以在體外和體內產生胚胎和胚胎外譜系：其中，體外實驗產生了滋養層幹細胞和類囊胚，生物活體實驗生成了畸胎瘤。
Teratoma formation by 4CL naïve PSC, e4CL-day 5 cells and sorted 8CLC
“全能性 8C 樣細胞經過 3 次分裂，就能產生胚胎狀態的受精卵。相比於多能性幹細胞，這些細胞不僅能分化成胎盤組織，還有潛力發育成更成熟的器官，為全球正在等待器官移植的患者帶來福音。” 來自中科院廣州生物醫藥與健康研究院的科學家們表示。
這項研究取得的進展最終有可能使個體化器官再生成為現實。通常情況，需要器官移植的人唯一的途徑是找到匹配的器官供者。該過程並非萬無一失。如果供者的血清型與受者的血清型差別太大，器官移植就會失敗。一種不同的旨在通過基因編輯使用於移植的動物器官適應人類的方法也處於起步階段。
這一成就還為早期胚胎髮育的基礎研究提供了一種新的體外研究系統，有助於我們瞭解早期胚胎髮育和疾病發生之間的關係，以及研究和治療出生缺陷和各種發育疾病。
參考資料：
1.Kazutoshi, Takahashi, and, et al. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors[J]. Cell, 2006.
2.Mazid, M.A., Ward, C., Luo, Z. et al. Rolling back of human pluripotent stem cells to an 8-cell embryo-like stage. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04625-0
3.https://news.bioon.com/article/6796966.html