诱导多能干细胞（iPS细胞）是再生医学的核心资源，但传统制备方法存在基因整合风险、成本高、流程复杂等瓶颈，阻碍其临床转化。化学重编程通过小分子化合物调控细胞信号与表观遗传状态，为获取非整合性、临床兼容的多能干细胞提供了新途径。近日，北京大学邓宏魁团队在国际权威期刊《Cell Discovery》发表重磅研究，建立了一套全新的无血清化学重编程体系，仅用化学小分子即可将人体外周血高效转化为临床级多能干细胞。
01 临床瓶颈：传统制备技术路径受限
自从iPS细胞被发现以来，科学家就一直在探索更理想的制备方式。传统方法大多依赖基因递送（比如病毒载体），不仅操作复杂、成本高昂，还存在外源基因整合到宿主基因组的潜在风险，难以满足临床治疗的安全性与标准化要求。化学重编程利用小分子组合实现细胞重编程，具有非整合、易标准化、成本相对较低等优势，但其既往体系仍依赖胎牛血清（FBS），存在动物源性成分带来的病原体与免疫原性风险，且从外周血等易获取来源建立稳定高效的临床级体系仍是一大挑战。
02 另辟蹊径：小分子化学重编程的开拓
面对传统方法的困境，邓宏魁团队另辟蹊径，开创了小分子化合物诱导的化学重编程技术。
早在2013年，该团队就实现了使用纯化学小分子将小鼠体细胞重编程为多能干细胞。与遗传学方法不同，化学重编程通过精准调控细胞内的信号通路和表观遗传状态，实现对细胞命运的高度可控、灵活且简单的操控。小分子化合物具有易于合成、标准化、成本低廉、非整合性等独特优势，为临床级干细胞的规模化制备提供了理想解决方案。2022年，邓宏魁团队成功将这一技术应用于人类细胞，获得了人类化学诱导多能干细胞（hCiPS细胞）。
03 关键突破：无血清、临床级血细胞重编程系统
为构建临床适用的血细胞重编程体系，研究团队首先去除基础方案中的FBS，但发现外周血来源的红系祖细胞（EPCs）在无血清条件下增殖受阻，且未出现重编程早期的上皮样形态转变（图1a, b）。通过系统筛选培养基添加成分，研究确定B27与敲除血清替代物（KSR）联用可部分替代血清功能，维持细胞增殖与形态转换。进一步的小分子筛选发现，靶向膜联蛋白A2的化合物PY-60能够显著促进上皮样细胞团形成（图1a, b）。该化合物的引入，对建立完整无血清体系起到重要作用。
04 高效稳定：从多种血液样本中成功诱导
在优化后的无血清体系中，细胞成功表达早期多能性标志LIN28A（图1d），并最终形成高表达OCT4、SOX2、NANOG等核心多能因子的hCiPS细胞克隆（图1e, f）。通过精确调控TGF‑β抑制剂616452等小分子浓度，可进一步提高诱导效率（图1g）。
该体系在14例不同供者血样中均表现出良好重现性与高效性，单孔（48孔板）可获得超过100个hCiPS克隆（图1h）。重编程周期可缩短至18–24天（图1i, j），且仅需50–100 μL静脉血或指尖采血即可成功诱导（图1k），展现出优异的微量样本兼容性。
这意味着，未来获取用于制备个性化干细胞的样本，可能就像进行一次常规采血那样简单便捷，为建立大规模hCiPS细胞库和推广个体化治疗提供了切实可行的技术路径。
05 系统验证：多能性及安全性获全面证实
研究团队通过多维度实验验证了所得hCiPS细胞的质量与安全性。
●身份与遗传稳定性：hCiPS细胞呈现典型人多能干细胞特征，核型正常，经短串联重复序列（STR）分析证实其来源于对应供者。
●多能性标志表达：免疫荧光染色显示细胞高表达OCT4、SOX2、NANOG等核心多能性转录因子，基因表达水平与人类胚胎干细胞相当。
●体内外分化潜能：体外拟胚体分化实验证实其能高效分化为三胚层细胞；体内畸胎瘤实验也证明其具备形成三胚层组织的能力，全面验证了其功能完备性。
06 未来展望：推动个性化细胞治疗向临床迈进
本研究建立的无血清化学重编程体系，实现了从微量外周血到临床级hCiPS细胞的高效、稳定诱导，突破了传统方法对动物血清及外源基因操作的依赖。该体系具有以下突出优势：
临床兼容：无动物源性成分，降低病原体污染与免疫原性风险；
操作简便：全程仅需更换培养基，无需复杂基因操作；
样本易得：兼容极微量外周血，便于样本采集与储存；
高效稳定：在多供者中重复性好，周期短，产量高。
该体系为重编程技术的临床转化提供了更加安全、便捷、经济的解决方案，为未来规模化制备患者特异性功能细胞及推动个性化再生医学应用奠定了关键技术基础。
