描述：2025年1月3日，北京大学邓宏魁团队在《Nature Chemical Biology》发表重磅研究，发现化学重编程关键表观遗传障碍，建立快速化学重编程体系，最短10天即可将人体细胞诱导为多能干细胞，效率最高达38%，为再生医学和个性化治疗提供更高效的底层技术。
我国干细胞技术又迎新突破：10天从体细胞到多能干细胞，1型糖尿病治愈提速
一、什么是多能干细胞？为什么它如此重要？
多能干细胞具有无限自我更新和分化为生物体所有功能细胞类型的能力，是再生医学领域最关键的“种子细胞”。
在治疗方面，多能干细胞有望用于治疗多种疾病：通过分化为神经元来替代受损的神经细胞（神经退行性疾病）、分化为血细胞（血液疾病）、分化为胰岛β细胞（糖尿病）等。然而，如何在体外高效、安全地诱导获得人多能干细胞，一直是生命科学领域的核心问题之一。
- 详情请浏览：多能干细胞及其当前在医学中的应用
如何在体外诱导获得人多能干细胞一直是生命科学领域的重要问题。化学重编程技术利用化学小分子组合有效调控细胞命运，可以逆转已分化的体细胞为多能干细胞，为人多能干细胞的制备提供了全新的策略。
二、化学重编程技术：超越传统转基因的全新路径
化学重编程技术利用化学小分子组合有效调控细胞命运，可以逆转已分化的体细胞为多能干细胞，为人多能干细胞的制备提供了全新的策略。
化学重编程的核心优势
相较于传统过表达转录因子的重编程策略（如Yamanaka因子法，即通过转入Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc等基因将成体细胞重编程为iPS细胞），化学重编程技术具有多方面的突出优势：
| 优势 | 具体说明 |
|---|---|
| 灵活可控 | 化学小分子可以直接靶向信号通路和表观遗传因子，以更简单、灵活的方式调控细胞命运 |
| 安全性高 | 有效规避传统转基因策略潜在的安全风险（如基因整合、插入突变等） |
| 易于规模化 | 化学小分子易于大规模合成和标准化生产 |
| 普适性好 | 为不同个体来源的细胞提供了更稳定的重编程方案 |
化学重编程技术为进一步实现再生医学个性化临床应用提供了更多可能性。
三、邓宏魁团队的研究历程：十二年磨一剑
邓宏魁教授团队多年来一直致力于化学重编程调控细胞命运的研究，取得了从基础到临床的系统性突破。
里程碑时间线
这一系列研究成果充分证明了化学重编程技术在再生医学领域治疗重大疾病方面的重要应用价值。2024年，邓宏魁教授因开创了利用化学方法将体细胞重编程为多能干细胞、改变细胞命运和状态方面的杰出工作，获得了未来科学大奖“生命科学奖” 。
四、本次研究的技术突破：三大创新点
尽管人体细胞化学重编程技术已经展现了巨大潜力，但现有方法在不同个体来源的细胞中仍存在效率差异——部分个体来源细胞的重编程效率较低，且实现高效诱导的时间相对较长。建立更快速、普适性更高的化学重编程方法，是推动人CiPS细胞在再生医学领域广泛应用的关键。
本次发表于《Nature Chemical Biology》的研究，正是针对这一核心问题取得了三大突破。
突破一：发现关键表观遗传障碍
邓宏魁团队通过对不同个体来源的体细胞进行对比分析，发现组蛋白修饰相关酶KAT3A/B和KAT6A在难诱导的细胞系中富集表达，对维持细胞身份至关重要。这一发现揭示了化学重编程效率个体差异的分子机制，为解决重编程瓶颈提供了精确的靶点。
突破二：建立快速化学重编程体系
基于上述发现，团队成功建立了新的快速人体细胞化学重编程体系：
该方法在不同遗传背景、不同年龄的15名个体来源的体细胞上进行了测试，均实现了CiPS细胞的高效诱导。对于此前重编程效率极低的供者细胞，该快速化学重编程体系将16天内的重编程效率提高了20倍以上，成功将原先较难诱导的人体细胞高效转化为CiPS细胞。
突破三：解析加速机制并验证效果
研究团队通过基因表达谱和组蛋白修饰谱的系统分析，揭示了快速化学重编程的分子机制：
- 重编程早期抑制KAT3A/B和KAT6A会加速体细胞相关基因的关闭
- 同时使下一个阶段需要激活的基因的增强子区域表观修饰处于更加“待激活”的状态
- 这些基因在下一个阶段能够迅速激活转录，从而大幅缩短诱导时间
单细胞RNA测序分析进一步验证：抑制KAT3A/B和KAT6A能够更快速地打破体细胞基因程序，并抑制原先体系中异常激活的基因，促进下一个阶段关键基因的快速激活。
五、1型糖尿病治愈提速：从实验室到临床的关键跨越
首例功能性治愈的临床突破
2024年9月，邓宏魁团队与天津市第一中心医院沈中阳、王树森团队合作，在《Cell》期刊报道了全球首例利用化学重编程多能干细胞（CiPS细胞）制备的胰岛细胞移植治疗1型糖尿病的临床研究。
该研究入组的首位患者是一位病史长达11年的1型糖尿病患者，此前已接受过胰腺移植但失败，且群反应抗体呈强阳性，难以接受同种异体胰岛移植。治疗前，患者血糖在目标范围内的时间比例仅为43.18%，且最近一年内多次发生严重低血糖。
治疗效果：
该研究首次证明了化学重编程多能干细胞制备的胰岛细胞疗法安全有效，实现了1型糖尿病的临床功能性治愈。
新技术如何加速糖尿病治愈？
本次快速化学重编程体系的突破，为糖尿病的治愈提供了更加高效的路径：
- 大幅缩短制备时间：从体细胞到多能干细胞从30天缩短至最短10天，患者能够更快获得所需的治疗细胞，加速治愈进程
- 显著提升普适性：不同个体间的重编程效率差异被显著降低，更多患者有望受益
- 提高成功率：对于传统方法中较难重编程的体细胞，新技术体系成功将效率提高了20倍以上
而这一最新的技术突破，为糖尿病的治愈提供了更加高效的路径。10天以内从体细胞到多能干细胞的快速重编程，意味着患者能够更快获得所需的治疗细胞，加速了治愈过程。同时，新的技术还提高了重编程的普适性，不同个体之间的重编程效率差异被显著降低，尤其是对于一些传统方法中较难重编程的体细胞，新的技术体系成功提高了诱导效率。
这一进展标志着1型糖尿病治疗进入了新的阶段，预计在未来几年内，这一技术将在更多患者中实现应用，并为患者带来更为持久的疗效。
六、这项技术进步带来的实际应用价值
这项技术的进步远不止于实验室内的科学发现，它具有深远的实际应用价值。
- 首先，化学重编程利用小分子组合调控细胞命运，这种方法相较于传统的转基因手段更加直接、灵活，并且避免了潜在的安全风险。对于那些难以获取足够数量和高质量多能干细胞的情况，比如某些遗传病患者或老年人群体，这项新技术提供了一种更高效且安全的选择。这意味着更多患者可能因此受益，获得更好的治疗机会。
- 此外，快速化学重编程技术的应用范围广泛，涵盖了药物开发、疾病模型构建以及再生医学等多个领域。例如，在再生医学方面，该技术有助于科学家们深入理解细胞如何响应损伤信号并启动修复机制，从而开发出针对特定组织或器官损伤的新疗法。
随着研究的不断深入和技术的发展，基于化学重编程原理的新治疗方法有望在未来涌现，为人类健康事业带来革命性的变化。
七、未来展望
化学重编程不仅仅加速了基础科学研究的步伐，它还有望成为个性化医疗的重要组成部分。通过对个体化样本进行处理，研究人员可以获得与病人自身相匹配的多能干细胞，进而设计出更加精准有效的治疗方案。
更重要的是，《Nature Chemical Biology》期刊配发的文章《A speedy cocktail》强调了这项工作的创新性和潜在影响，预示着一个充满希望的新时代即将到来。
八、结论
综上所述，邓宏魁团队的研究不仅代表了科学技术上的重要进展，也为改善公众健康水平提供了强有力的支持。
随着更多类似成果的出现，我们有理由相信，未来的医疗服务将会变得更加个性化、高效，最终惠及每一位需要帮助的人。这项技术的广泛应用前景，正引领着我们走向一个更加光明健康的未来。
九、常见问题解答（FAQ）
参考资料
- Deng H, Guan J, et al. A Rapid Chemical Reprogramming System to Generate Human Pluripotent Stem Cells. Nature Chemical Biology. 2025 Jan 3.
- 北京大学新闻网. 生命科学学院邓宏魁团队在化学重编程技术上取得新突破. 2025年1月9日.
- 国家自然科学基金委员会. 我国学者在化学重编程技术上取得新突破. 2025年1月21日.
- 北京大学科研部. 邓宏魁团队与合作者报道首例移植化学重编程多能干细胞制备的胰岛实现1型糖尿病患者临床功能性治愈. 2024年9月26日.
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