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研究名称：一种诱导生成人类多能干细胞的快速化学重编程系统
发表期刊：《自然化学生物学》（Nature Chemical Biology，影响因子：10.6）
通讯作者：邓宏魁、关景洋、成林
第一作者：王杨璐、彭芳琪、杨芷涵、成林、曹靖宵
主要作者单位：北京大学
本研究发现了化学重编程体系的关键表观遗传障碍，进一步建立了一种快速化学重编程系统，成功实现了之前难以重编程的体细胞的稳健重编程，并将产生化学诱导人多能干细胞（hCiPS细胞）所需时间缩短至仅10天。该研究不仅为生成hCiPS细胞提供了一种实用且高效的方法，并为细胞重编程机制提供了新见解，对再生医学和临床应用具有重要意义。
尽管人体细胞化学重编程技术已经展现了在再生医学应用中的巨大潜力，现有的方法在不同个体来源的人体细胞诱导获得CiPS细胞的效率上仍存在较明显的差异，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也还较长。
建立更快速、普适性更高的化学重编程方法将极大促进hCiPS细胞在再生医学领域的应用。
在这项最新研究中，邓宏魁教授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。通过对这些靶点的进一步调控，成功建立了新的快速人体细胞化学重编程体系，有效解决了hCiPS细胞在诱导时长和普适性方面的不足。
基于上述发现建立的快速化学重编程体系，将高效诱导hCiPS细胞所需时间从30天缩短至16天以内，最短仅需要10天即可完成诱导。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hCiPS细胞的高效诱导，诱导效率最高可达38%。
对于此前重编程效率低的供者细胞，利用该快速化学重编程体系可以将16天内的重编程效率提高20倍以上，成功将原先较难诱导的人体细胞高效诱导为hCiPS细胞，大大提升了化学重编程技术应用于不同个体的普适性。
建立快速化学重编程体系诱导hCiPS细胞
在此基础上，研究团队还深入解析了通过调控KAT3A/B和KAT6A显著增强化学重编程效率的机制。
通过基因表达谱和组蛋白修饰谱的系统分析发现，重编程早期抑制KAT3A/B和KAT6A会加速体细胞相关基因的关闭。更重要的是，该处理还会导致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。这种表观修饰的变化促使这些基因在下一个阶段可以迅速激活转录，从而缩短了诱导时间。
通过单细胞RNA测序分析进一步验证了，抑制KAT3A/B和 KAT6A可以更快速地打破体细胞基因程序，并抑制了原先体系异常激活的基因，这些变化也促进了下一个阶段关键基因快速激活。
快速化学重编程体系加速表观遗传修饰的变化
2001年起在北京大学生命科学学院任教，现任北京大学博雅讲席教授，北京大学干细胞研究中心主任，基础医学院细胞生物学系主任，北大-清华生命科学联合中心高级研究员，昌平实验室领衔科学家。2025年新当选为中国科学院院士。
长期致力于开发调控细胞命运的新方法和建立多潜能干细胞制备的全新底层技术，尤其在化学小分子诱导细胞命运转变领域做出了一系列开拓性贡献，首次实现仅利用化学小分子逆转发育时钟，使体细胞重新获得多潜能性。一系列成果不仅开创了全新的体细胞重编程体系，而且加速推动了细胞治疗在重大疾病治疗中的转化应用。曾入选2019年“Nature十大人物”，并荣获未来科学大奖-生命科学奖、谈家桢生命科学成就奖、吴阶平-保罗杨森医学药学奖、中源协和生命医学成就奖、中国细胞生物学学会杰出成就奖以及突出贡献中关村奖等。
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