清华丁胜团队《自然》发文：化学诱导全能干细胞长出连续发育的小鼠胚胎模型

一个细胞类型，走完整段早期发育

10 月 14 日，国际学术期刊《自然》在线发表清华大学丁胜团队的研究：从一种人工诱导的全能性细胞出发，研究人员建立了一个能够连续发育的小鼠胚胎模型。论文报告，这些化学诱导全能样干细胞（ciTotiSCs）先自组织成囊胚样结构，随后跨过原肠运动、体轴建立、造血与早期器官发生等关键节点，整体形态与发育时序接近自然小鼠胚胎的胚胎第 8.5 天（E8.5）；延长培养后，模型中形成了功能性的心脏组织，与 E10.5 自然胚胎的心脏高度可比。论文通讯作者为丁胜（清华-北大生命科学联合中心）。

「全能性」在这里不是「能变成很多种细胞」的同义语。多能干细胞通常主要形成胚胎本体（胚内）组织；而全能性指的是同时具备产生胚内与胚外两类组织的能力——后者包括卵黄囊样组织、胎盘相关谱系等支持胚胎发育的结构。换句话说，全能状态是能启动一整套胚胎发育程序的状态，而不只是分化选项多。

这项研究的起点并不在本篇论文里。团队此前用一组小分子把小鼠多能干细胞诱导为具有全能特征的细胞，并在体外维持这一状态，相关工作于 2023 年发表在《自然》（第 617 卷，第 792 至 797 页）。2026 年这篇论文要回答的是下一个问题：这些细胞能不能自己组织起来，按接近天然胚胎的空间与时序关系，连续形成复杂结构？论文引用的正是这项更早的化学诱导工作作为起点。

论文摘要给出的口径是：模型跨越植入前桑椹胚、囊胚与后原肠运动阶段，同时具备胚胎与胚外两类腔室；ciTotiSCs 自组织成囊胚样结构，在形态与谱系分离上都与天然囊胚接近。

它走过了哪些里程碑

接下来是原肠运动、体轴建立、造血与早期器官发生——这些是早期发育中最容易「卡住」的环节。模型在多个关键细胞类型、空间结构与发育时序上都接近相应阶段的天然胚胎。据新华社报道，随着模型不断发育，胚胎组织与支持胚胎发育的胚外谱系在相应位置出现，身体的前后轴逐渐建立，神经褶开始形成，血管与血液、生殖系和心脏组织也相继出现；影像、组织学分析与单细胞测序显示，模型与对应阶段的天然小鼠胚胎接近。

心脏是观察功能的一个窗口。随着发育推进，心脏组织逐渐出现空间有序的心房样与心室样区室，并开始出现有节律、彼此协调、且具备不同区室特征的收缩。延长培养后，模型中的心脏组织与自然胚胎 E10.5 的心脏组织高度可比。

血液与生殖系也出现了：卵黄囊样组织形成血管网络与血岛，造血祖细胞随之出现，并产生红细胞、母细胞与巨噬细胞。模型还形成了原始生殖细胞；把这些前体细胞转入专门培养体系后，它们进一步成熟，并显示出进入减数分裂早期阶段的能力。

它还不是一只小鼠

边界同样明确。据新华社报道，这项研究尚未产生完整个体；随着发育推进，模型继续发育的效率明显下降，一些结构也仍与天然胚胎存在差异。论文摘要的措辞是，ciTotiSCs 展现出一种自主重演小鼠早期胚胎发生完整谱系的非凡能力——注意这句话说的是重演发育过程，不是造出一个可存活的生命。

还有一点容易误读：实验的起点是已经建立的化学诱导全能样干细胞，而不是在本篇论文中把成年小鼠的普通体细胞一步步变成胚胎。2026 年这篇论文贡献的是「连续发育的模型体系」，也就是让这些细胞自组织起来，并连续走过多道发育节点。把「化学诱导全能细胞」与「连续发育胚胎模型」分清楚，是理解这项工作边界的第二个要点。

数据与代码是开放的：本研究产生的单细胞 RNA 测序数据已存入 NCBI 基因表达数据库（GEO，编号 GSE292862），数据分析与可视化的代码在 GitHub 公开。对一个希望成为公共实验系统的模型来说，这比任何单次结果都重要——别的实验室能拿到数据、照着做，并试着复现或者推翻它。

一层背景需要交代清楚：这类研究属于胚胎模型与发育模拟，不是克隆，也不涉及把模型植入代孕母体发育成个体。以人类细胞开展的胚胎模型研究，在国际上普遍受到更严格的伦理审查与规则约束，例如围绕体外培养时长的限制，原因正是它研究的对象是生命最早期的发育过程。小鼠模型在规则上相对宽松，但同样的伦理讨论正随技术进步而展开。

为什么一个「发育模型」值得上《自然》

一个能在体外连续走过早期发育节点的体系，价值在于可操作性。研究者可以在此基础上追问：全能状态如何同时产生胚内与胚外组织？早期发育为什么会失败或停滞？血管、血液与心脏这些系统如何在时间里彼此配合地形成？这些问题过去主要依赖取材困难的天然胚胎，如今多了一个可观察、可干预、可重复的实验对象。

从领域的角度看，这项工作也不是孤立的：论文引用的文献里包括多项 2025 年发表的连续发育胚胎模型研究，说明这一方向近年进展密集，各团队都在尝试用不同的起点细胞类型和培养条件把发育链条接得更长。真正有区分度的指标，是模型能走多远、与天然胚胎的一致性有多高，以及这套体系换一个实验室能不能稳定复现。

所以，克制的判断是：这是一套有明确用途、且经过同行评议的实验系统；但它证明的是「早期发育的关键过程可以被一个单一的诱导细胞类型自主重演」，而不是「哺乳动物的发育可以被人工从头制造」。论文给出的路线图也很清楚——把继续发育的效率提上去、把与天然胚胎的差异缩小，才是下一段真正艰难的工作。