综述：探索发育起源——全能性干细胞

这篇综述系统总结了小鼠和人类全能性干细胞（totipotent stem cells）的研究进展，重点探讨了通过剪接体抑制（spliceosomal repression）和表观遗传调控（epigenetic manipulation）实现体外稳定培养的技术突破。文章比较了2细胞样细胞（2CLCs）、全能性卵裂球样细胞（TBLCs）等模型的分子特征，提出了结合分子标记（如Zscan4、Dux）和功能验证（嵌合体实验）的全能性评估标准，为早期胚胎发育研究和再生医学应用提供了新视角。

　　

探索发育起源——全能性干细胞

引言

哺乳动物胚胎发育始于受精卵（zygote），经历卵裂形成桑椹胚（morula），最终发育为包含内细胞团（ICM）、原始内胚层和滋养外胚层（trophectoderm）的囊胚（blastocyst）。合子基因组激活（ZGA）是胚胎独立转录启动的关键节点，其特异性基因如Zscan4⁺、Dux⁺成为全能性（totipotency）的标志。与多能干细胞（PSCs）相比，全能干细胞能分化为胚胎和胚外组织，但体外培养长期面临挑战。

小鼠2细胞样细胞的发现

2012年发现的2细胞样细胞（2CLCs）首次在ESC培养中再现了2细胞期（2C）特征。这些细胞短暂表达MuERV-L内源性逆转录病毒，但自发回归多能态，暗示发育程序的"元稳定性"。

剪接体抑制突破：全能性卵裂球样细胞

2021年，Pladienolide B（PlaB）通过抑制剪接体（spliceosome）成功将ESC重编程为TBLCs。转录组分析显示其激活ZGA基因（如Zfp352⁺），并具备胚胎/胚外双向分化能力。值得注意的是，TBLCs能参与胚胎和胎盘发育，在四倍体互补实验中贡献率达35%。

表观遗传调控新策略

化学小分子靶向组蛋白甲基化酶DOT1L和去甲基化酶KDM5B，诱导产生全能潜能干细胞（TPS）。这些细胞表现出独特的染色质开放状态，其H3K79me2修饰水平与体内2C胚胎高度相似。

人源全能干细胞研究进展

人8细胞样细胞（8CLCs）占na?ve hPSCs的0.2-1.9%，表达ZBTB16⁺等ZGA标记物。通过剪接体抑制获得的人TBLCs能稳定传代10代以上，在类囊胚（blastoid）构建中展现三谱系分化潜能。

应用前景与挑战

全能干细胞为构建胚胎样结构（embryo-like structure）提供新工具：

• 类囊胚技术结合ESC与滋养层干细胞（TSCs）

• BMP4诱导产生原始条纹（primitive streak）样结构

  但需注意，体外培养细胞缺乏卵母细胞母源因子（如NLRP5⁺），其表观遗传重编程机制仍有待解析。

展望

未来研究需聚焦：

1. 建立无基因编辑的诱导方案

2. 开发人-动物嵌合伦理评估体系

3. 探索全能性维持的代谢调控网络

   北京自然科学基金（Z230011）等项目的支持将加速该领域突破。