华大基因的发现可以为器官再生和合成生物学的进步铺平道路

华大基因与合作伙伴共同在《自然》杂志上发表了一项世界首创的研究，宣布发现了一种无转基因、快速、可控的多能干细胞转化为真核细胞的方法。8细胞全能胚胎样细胞，为器官再生和合成生物学的进步铺平了道路。

华大基因研究人员与来自中国、孟加拉国和英国的国际团队一起，利用华大基因先进的单细胞测序技术帮助将多能干细胞或早期胚胎细胞的“成人”版本转化为更“幼年”的版本捕获人类合子基因组激活并保留所有具有发育潜力的谱系的细胞。

这些细胞未来可用于再生医学，以再生已经患病的人体器官，并减少世界对器官捐赠的依赖。它们也可用于生成人造胚泡或胚状体。此外，它们还可用于研究人类胚胎发育，帮助治疗早期发育相关疾病，并防止流产。

虽然将多能干细胞转化为囊胚内的内细胞团样细胞的技术已经存在了一段时间，但这项研究是研究人员首次建立在人类发育周期中将多能干细胞转化为真正早期阶段的方法这与8细胞胚胎相匹配，这将有助于扩大对早期人类胚胎发育的理解。至关重要的是，研究人员随后能够证明转化的细胞可以在体内产生胎盘细胞——这是第一次这样做。

“全能8细胞期胚胎样细胞仅经过3次分裂即可重建受精卵的胚胎状态。与已报道的多能干细胞相比，这些细胞不仅可以分化成胎盘组织，还可能发育成更成熟的器官，为全球数百万需要器官移植的患者带来好消息，”该论文的通讯作者、中国科学院的MiguelA.Esteban教授、AbdulMazid博士和李文娟博士说。

这一突破也是再生医学与单细胞测序技术相结合的完美范例。通过大规模的单细胞多组学分析，通过干细胞技术高效、精确地鉴定体外或体内获得的细胞或组织，将大大加速再生医学的研究。”

处于这个早期发育阶段的细胞可以被描述为“全能”，这意味着它们有可能产生所有类型的早期胚胎细胞，进而产生发育所需的组织和器官。该研究建立在先前在胚泡阶段对多能干细胞的研究基础上，此时细胞有可能产生更有限范围的不同细胞和组织。

该研究的突破得益于单细胞测序技术的进步，而华大基因在该技术方面处于世界领先地位。其单细胞文库测序平台结合其测序技术，能够以低成本实现高灵敏度、高准确度的广泛、多维度的单细胞分析。

该研究背后的国际团队采用多能干细胞并用化学混合物对其进行处理，以产生8细胞胚胎样细胞。在其他实验中，这些细胞被分选并注射到小鼠体内进行进一步发育，然后使用华大基因的单细胞基因组分析进行分析。这项创新技术帮助科学家识别和分离目标8细胞胚胎样细胞，并证明它们具有“全能”能力，可以在体内产生参与产生胎盘的细胞。

研究人员取得的进展最终可能使个体化器官再生成为现实。通常，对于需要器官移植的人来说，唯一可用的途径是寻找匹配的供体。该程序并非万无一失。如果供体的血清型与受体的差异太大，移植可能会失败。旨在通过基因编辑使动物器官移植到人类身上的单独程序也处于起步阶段。

这一成果也为早期胚胎发育的基础研究提供了一个新的体外研究体系，帮助我们了解早期胚胎发育与疾病发生的关系，为出生缺陷和各种发育性疾病的研究和治疗提供了资源。

参与该研究的研究机构包括中国科学院广州生物医药与健康研究所、华大基因研究院、大学剑桥大学、长群吉林大学和孟加拉国拉杰沙希大学。该研究在进行之前获得了伦理许可。

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