全能样干细胞来源的胚胎模型形成具有心房和心室分区的心脏组织。

本报讯（记者 陈韩梅）近日，药学院丁胜教授团队利用化学诱导全能样干细胞，以一种起始细胞构建出连续发育的小鼠胚胎模型。该模型跨越囊胚、原肠运动至早期器官形成，并出现血管血液、生殖系和多区室心脏等。

丁胜长期致力于细胞命运调控研究。过去，科学界已经能够通过组合不同类型的干细胞，构建具有早期发育特征的胚胎模型，但研究团队希望实现不依赖多种起始细胞的组合，仅从一种具有全能性特征的细胞出发，让不同细胞类型和组织依照一定的时空秩序逐步形成。

为此，团队进一步优化了化学诱导全能样干细胞体系，同时摸索出适宜的体外培养条件，通过让胚胎模型在培养液中保持悬浮状态，并在此基础上补充必要的信号、激素和营养支持，成功实现了模型向后续阶段的发育。过程中，团队先后观察到原肠胚样结构的形成、胚胎基本布局的逐步建立和早期器官形成的关键发育特征。并且，模型在不同阶段产生了相应的构成胚胎本体及胚外组织的多种典型细胞类型。

后续研究表明，胚胎中的多个细胞谱系呈现出与天然胚胎相似的自组织和发育特征，能够按照一定的时空秩序分化，形成多区室心脏、血管-血液系统和生殖系等，体现了早期胚胎发育过程中细胞谱系分化、组织结构形成与功能逐步建立的复杂过程。

该研究为解析早期胚胎发育及其异常的内在机制、探索复杂组织器官的形成与功能建立提供了新的实验体系。审稿人评价：“该研究是干细胞领域的一项重要进展，为理解哺乳动物早期发育规律、探索全能性细胞的发育潜能以及建立更高保真度的胚胎模型提供了重要的路径。”

目前，研究团队构建的胚胎模型发育程度仍然有限，部分组织结构与天然胚胎仍存在差异，仅心脏组织表现出进一步成熟的潜能，可以呈现出类似天然胚胎第10天左右的发育特征。

团队表示，这项研究聚焦小鼠发育，未来将进一步优化起始细胞状态与体外培养环境，让模型经历更长时间、更完整的发育过程。如果要将这一路径拓展到其他哺乳动物，尤其是人类细胞，必须接受更加严格的伦理审查和充分的公共讨论。

研究成果以“化学诱导全能样干细胞在体外重构小鼠胚胎发育”为题，10月14日发表在《自然》（Nature）期刊上。丁胜、药学院副研究员马天骅为论文的共同通讯作者，药学院2022级博士生吴华为第一作者。