标题齐一生物：干细胞迅速育成纯细胞群的新方法

据美国斯坦福大学医学院消息，该校研究人员通过实验识别出多组生化信号，能指令人类胚胎干细胞在5到9天内迅速发育成12种纯细胞群，包括骨骼、心肌、软骨等。这是再生医学走向临床应用的关键一步，有望让医生培育出心脏细胞、软骨或骨骼，修复各种组织损伤。

胚胎干细胞具有多能性，但在发育过程中，它们要能响应不同时间、不同部位的信号，才能变成特定类型的细胞。人类胚胎早期阶段由外胚层、内胚层和中胚层3个主要部分构成，每个胚层负责生成特定的细胞型。中胚层生成一些关键细胞型，包括心肌、骨骼肌、结缔组织、骨骼、血管、血细胞、软骨、部分肾脏和皮肤等。

研究人员发表在近日出版的美国《细胞》杂志上的论文称，为了找出驱动每种中胚层细胞型发育的信号，他们对已知的信号分子进行了多组实验，结果发现最快最有效的方法是，把那些既刺激细胞同向分化、又遏制它们异向分化的信号因子同时结合起来。他们给细胞设计了一系列“二选一”的选项，掌握它们的发育路径。通过引导细胞在每一个岔路口的选择，生成了骨骼祖细胞，移植到实验室小鼠体内后能发育成人类骨骼。此外，他们还生成了跳动的心肌细胞，以及10种其他中胚层细胞系。在每个发育阶段，研究人员均对单个细胞进行了RNA测序，以确定它们独特的基因表达模式，并对单个细胞群的纯度做了评估。

论文共同第一作者、该校研究生科勒·罗说，生成多种类型纯细胞群的能力对再生医学临床应用非常重要，就像画出了一幅人类胚胎发育的基本路线图。以往生成这些类型的细胞要花几周到几个月的时间，主要由于不能精确控制细胞发育方向，最后得到的细胞群驳杂不纯。

研究人员还第一次观察到在胚胎发育阶段，有些短暂出现的基因表达模式非常关键，证明了人类发育似乎依赖许多动物在进化中保留的某些过程。这些发现有助于更好地理解某些先天性缺陷是如何发生的。

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灯塔水母在遇到物理性损伤时，会转化成水滴一样的胞囊，再继续发展成水母的原始生命形态，通过无性繁殖后，重新生成几百个和受损水母DNA一致的水母。再生医学就是用替代细胞、工程组织甚至器官治疗人类重大疾病。随着体细胞克隆和干细胞定向分化两种技术的不断发展，修复、替代衰老损伤器官成为可能。本文正是应用后一种技术，获得了高效率高纯度的定向分化能力。未来某一天，复杂神秘的人体细胞或许也能像水母那样简单再生。