清華大學(xué)藥學(xué)院丁勝團(tuán)隊(duì)以哺乳動(dòng)物小鼠為主要研究對(duì)象，經(jīng)過(guò)6 年多攻關(guān)為再生領(lǐng)域 ' 尋藥 '，首次發(fā)現(xiàn)全能干細(xì)胞的體外定向誘導(dǎo)及其穩(wěn)定培養(yǎng)的 ' 神奇藥水 '。在未來(lái)，不止像小說(shuō)中孫悟空身上的毫毛，動(dòng)物身上的血液、皮膚等任何一處體細(xì)胞，都能通過(guò)重新編程為多能干細(xì)胞，進(jìn)而 ' 用藥 ' 后成為能夠獨(dú)立形成生命的全能干細(xì)胞。

2022年6月21日，清華大學(xué)藥學(xué)院院長(zhǎng)丁勝教授團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表題名為Induction of mouse totipotent stem cells by a defined chemical cocktail文章，該研究確定了一種3個(gè)小分子組成的的藥物組合，能將小鼠多能干細(xì)胞（mPSCs）誘導(dǎo)成TotiSCs并保持穩(wěn)定。誘導(dǎo)成的TotiSCs在轉(zhuǎn)錄組、表觀基因組、代謝組和胚胎和胚胎外譜系的發(fā)育潛能方面與小鼠全能2細(xì)胞階段胚胎高度相似，意味著誘導(dǎo)的細(xì)胞具有全能性。該工作首次實(shí)現(xiàn)了從非生殖細(xì)胞體外誘導(dǎo)和維持真正的全能干細(xì)胞，代表了創(chuàng)造和理解生命的關(guān)鍵，具有從“0”到“1”的突破性意義。這標(biāo)志著從克隆技術(shù)到再生醫(yī)學(xué)，在生命科學(xué)領(lǐng)域開(kāi)啟除自然胚胎孕育之外的其他途徑來(lái)創(chuàng)造或復(fù)原全新生命的可能。

帶著從培養(yǎng)箱里蹦出來(lái)一只小鼠的科學(xué)暢想，丁勝團(tuán)隊(duì)將研究的重點(diǎn)聚焦在三個(gè)方面：無(wú)需生殖細(xì)胞參與、解決多能干細(xì)胞在什么條件下可以逆轉(zhuǎn)為具有獨(dú)立產(chǎn)生生命個(gè)體能力的全能干細(xì)胞、逆轉(zhuǎn)后的全能干細(xì)胞可穩(wěn)定培養(yǎng)且能自我復(fù)制。' 逆轉(zhuǎn)包含兩層含義，表面看上去是細(xì)胞年齡的'返老還童’，本質(zhì)上是細(xì)胞'命運(yùn)的轉(zhuǎn)折’，即能否重返全能干細(xì)胞階段，從而具備產(chǎn)生獨(dú)立生命個(gè)體的潛能。' 談到這次的研究突破，丁勝教授話不多，但一針見(jiàn)血。

在哺乳動(dòng)物中，全能性是指一個(gè)或一類細(xì)胞具有發(fā)育成胚內(nèi)和胚外組織的所有分化細(xì)胞，并進(jìn)而形成一個(gè)有機(jī)體的能力。以小鼠為例，只有受精卵及二細(xì)胞期卵裂球才具有真正的全能性。迄今為止，哺乳動(dòng)物生命的產(chǎn)生只能依賴于生殖細(xì)胞，通過(guò)精卵結(jié)合、克隆技術(shù)等方式產(chǎn)生。丁勝團(tuán)隊(duì)的研究無(wú)需生殖細(xì)胞的參與，可以將小鼠身上的任何一個(gè)體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到與二細(xì)胞胚胎相似的階段。

這個(gè)逆轉(zhuǎn)過(guò)程，少不了會(huì)'72 變 ' 的干細(xì)胞參與。根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育等級(jí)和分化能力，從高到低可以分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞能最終發(fā)育成完整個(gè)體以及胚外組織，例如受精卵及二細(xì)胞期胚胎；多能干細(xì)胞具有無(wú)限增殖和多向分化潛能，例如胚胎干細(xì)胞；單能干細(xì)胞，僅具有分化為有限的幾種密切相關(guān)的細(xì)胞類型，如造血干細(xì)胞等。