2021年12月31日整理发布：实现培养器官用于挽救生命的移植手术的愿景还有很长的路要走。然而，Jacob Hanna 教授在干细胞方面的工作正在为这成为现实铺平道路。

汉娜和他来自魏茨曼科学研究所分子遗传学系的团队找到了一种在比以前更早的状态下培养人类干细胞的方法。不仅如此，他们创造的干细胞更有能力，这意味着它们能够更有效地与宿主环境整合。这大大提高了获得所谓的跨物种嵌合体的机会——允许一种生物的细胞在另一种生物的发育中发挥重要作用。

最近发表的研究结果表明，可以创建非常早期的人类细胞，然后成功地将其整合到小鼠体内，因为它们处于未分化(或“幼稚”)状态，在这种状态下，它们可以发育成体内任何类型的细胞，包括其他干细胞。此外，研究人员制定了一个协议，以显着提高这些细胞可以整合的效率(或能力)。提高我们创造和研究这些细胞类型的能力，将来可以用于将细胞(如果不是器官)从一种动物转移到另一种动物，包括人类。

Hanna 的实验室在 2013 年破土动工，当时他们率先将人类干细胞注射到小鼠体内，并表明它们可以成功地整合到后者正在发育的胚胎中。在这项研究首次发表八年后，汉纳和他的团队认为他们可以更进一步，尝试生产一种更早的、“完全”原始形式的干细胞，用于类似的程序。当他们仔细考虑这个想法时，汉娜知道这可能几乎——如果不是完全——不可能实现。“我们在小鼠体内产生类似细胞的经验告诉我们，在此过程中会遇到具有挑战性的障碍，”汉娜说。

这些细胞通常遭受遗传和表观遗传的不稳定性，最终它们不能很好地分化，这是正常胚胎发育的关键，也是它们整合到另一个动物胚胎中的先决条件。事实上，在物种之间转移的细胞中，只有大约 1% 到 3% 能够真正整合并促进发育。

为了提高这些数字，新研究中的研究人员抑制了两条额外的信号通路，以产生具有稳定基因组、相对较少的基因调控故障以及最重要的完美分化能力的幼稚人类干细胞。研究人员还突变了一个有助于基因组稳定性的重要基因，这导致不仅有能力而且有竞争力的干细胞可以很好地整合而不会对宿主造成损害。“我们找到了一种使人类干细胞更有能力和竞争力的方法，与我们过去能够做到的相比，成功转移的机会增加了大约五倍，”汉娜总结道。

虽然之前的研究表明人类幼稚干细胞可以分化为原始生殖细胞——卵子或精子细胞的祖细胞，但本研究中产生的完全幼稚干细胞也可以分化为胚胎外组织、胎盘和卵黄囊细胞发育中的胚胎。例如，此类细胞可用作开发合成胚胎的来源，而无需供体卵子。“用小鼠干细胞达到这种状态特别困难，”汉娜解释说，并指出“人类细胞显然不同。”

这可能是研究人员做出的最令人惊讶的发现——突出了人类和小鼠干细胞行为之间以及幼稚细胞不同状态之间的差异。这些差异暴露了在使开发“定制”器官的梦想成为现实世界方面仍然需要做的工作。

据汉娜说，了解这些差异对于克服干细胞研究和应用领域仍然面临的无数问题至关重要：“例如，如果将来我们希望在猪身上培育胰腺用于人体移植，我们将不得不考虑到物种之间的这些巨大的进化差异，从老鼠和人类开始。” 就目前而言，汉纳和他的团队似乎已经朝着这个方向迈出了建设性的一步。