清華丁勝團隊《自然》發文：化學誘導全能幹細胞長出連續發育的小鼠胚胎模型
一個細胞型別，走完整段早期發育
10 月 14 日，國際學術期刊《自然》線上發表清華大學丁勝團隊的研究：從一種人工誘導的全能性細胞出發，研究人員建立了一個能夠連續發育的小鼠胚胎模型。論文報告，這些化學誘導全能樣幹細胞（ciTotiSCs）先自組織成囊胚樣結構，隨後跨過原腸運動、體軸建立、造血與早期器官發生等關鍵節點，整體形態與發育時序接近自然小鼠胚胎的胚胎第 8.5 天（E8.5）；延長培養後，模型中形成了功能性的心臟組織，與 E10.5 自然胚胎的心臟高度可比。論文通訊作者為丁勝（清華-北大生命科學聯合中心）。
「全能性」在這裡不是「能變成很多種細胞」的同義語。多能幹細胞通常主要形成胚胎本體（胚內）組織；而全能性指的是同時具備產生胚內與胚外兩類組織的能力——後者包括卵黃囊樣組織、胎盤相關譜系等支援胚胎發育的結構。換句話說，全能狀態是能啟動一整套胚胎發育程式的狀態，而不只是分化選項多。
這項研究的起點並不在本篇論文裡。團隊此前用一組小分子把小鼠多能幹細胞誘導為具有全能特徵的細胞，並在體外維持這一狀態，相關工作於 2023 年發表在《自然》（第 617 卷，第 792 至 797 頁）。2026 年這篇論文要回答的是下一個問題：這些細胞能不能自己組織起來，按接近天然胚胎的空間與時序關係，連續形成複雜結構？論文引用的正是這項更早的化學誘導工作作為起點。
論文摘要給出的口徑是：模型跨越植入前桑椹胚、囊胚與後原腸運動階段，同時具備胚胎與胚外兩類腔室；ciTotiSCs 自組織成囊胚樣結構，在形態與譜系分離上都與天然囊胚接近。
它走過了哪些里程碑
接下來是原腸運動、體軸建立、造血與早期器官發生——這些是早期發育中最容易「卡住」的環節。模型在多個關鍵細胞型別、空間結構與發育時序上都接近相應階段的天然胚胎。據新華社報道，隨著模型不斷髮育，胚胎組織與支援胚胎發育的胚外譜系在相應位置出現，身體的前後軸逐漸建立，神經褶開始形成，血管與血液、生殖系和心臟組織也相繼出現；影像、組織學分析與單細胞測序顯示，模型與對應階段的天然小鼠胚胎接近。
心臟是觀察功能的一個視窗。隨著發育推進，心臟組織逐漸出現空間有序的心房樣與心室樣區室，並開始出現有節律、彼此協調、且具備不同區室特徵的收縮。延長培養後，模型中的心臟組織與自然胚胎 E10.5 的心臟組織高度可比。
血液與生殖系也出現了：卵黃囊樣組織形成血管網路與血島，造血祖細胞隨之出現，併產生紅血球、母細胞與巨噬細胞。模型還形成了原始生殖細胞；把這些前體細胞轉入專門培養體系後，它們進一步成熟，並顯示出進入減數分裂早期階段的能力。
它還不是一隻小鼠
邊界同樣明確。據新華社報道，這項研究尚未產生完整個體；隨著發育推進，模型繼續發育的效率明顯下降，一些結構也仍與天然胚胎存在差異。論文摘要的措辭是，ciTotiSCs 展現出一種自主重演小鼠早期胚胎發生完整譜系的非凡能力——注意這句話說的是重演發育過程，不是造出一個可存活的生命。
還有一點容易誤讀：實驗的起點是已經建立的化學誘導全能樣幹細胞，而不是在本篇論文中把成年小鼠的普通體細胞一步步變成胚胎。2026 年這篇論文貢獻的是「連續發育的模型體系」，也就是讓這些細胞自組織起來，並連續走過多道發育節點。把「化學誘導全能細胞」與「連續發育胚胎模型」分清楚，是理解這項工作邊界的第二個要點。
資料與程式碼是開放的：本研究產生的單細胞 RNA 測序資料已存入 NCBI 基因表達資料庫（GEO，編號 GSE292862），資料分析與視覺化的程式碼在 GitHub 公開。對一個希望成為公共實驗系統的模型來說，這比任何單次結果都重要——別的實驗室能拿到資料、照著做，並試著復現或者推翻它。
一層背景需要交代清楚：這類研究屬於胚胎模型與發育模擬，不是克隆，也不涉及把模型植入代孕母體發育成個體。以人類細胞開展的胚胎模型研究，在國際上普遍受到更嚴格的倫理審查與規則約束，例如圍繞體外培養時長的限制，原因正是它研究的物件是生命最早期的發育過程。小鼠模型在規則上相對寬鬆，但同樣的倫理討論正隨技術進步而展開。
為什麼一個「發育模型」值得上《自然》
一個能在體外連續走過早期發育節點的體系，價值在於可操作性。研究者可以在此基礎上追問：全能狀態如何同時產生胚內與胚外組織？早期發育為什麼會失敗或停滯？血管、血液與心臟這些系統如何在時間裡彼此配合地形成？這些問題過去主要依賴取材困難的天然胚胎，如今多了一個可觀察、可干預、可重複的實驗物件。
從領域的角度看，這項工作也不是孤立的：論文引用的文獻裡包括多項 2025 年發表的連續發育胚胎模型研究，說明這一方向近年進展密集，各團隊都在嘗試用不同的起點細胞型別和培養條件把發育鏈條接得更長。真正有區分度的指標，是模型能走多遠、與天然胚胎的一致性有多高，以及這套體系換一個實驗室能不能穩定復現。
所以，剋制的判斷是：這是一套有明確用途、且經過同行評議的實驗系統；但它證明的是「早期發育的關鍵過程可以被一個單一的誘導細胞型別自主重演」，而不是「哺乳動物的發育可以被人工從頭製造」。論文給出的路線圖也很清楚——把繼續發育的效率提上去、把與天然胚胎的差異縮小，才是下一段真正艱難的工作。