【doc】 建立嵌合体诱导器官移植免疫耐受的研究进展
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云南科学家首次证明灵长类胚胎干细胞能够产生嵌合体猴
&&来源：云南网
未来，挽救器官衰竭患者的生命，除了公民自愿捐赠器官外，或许又多了一种新选择——取自身的一点皮肤细胞，重新编程后成为全能干细胞，然后注射到动物的胚胎中去制造器官。近日，由云南中科灵长类生物医学重点实验室和昆明理工大学灵长类转化医学研究院，开展的灵长类多功能干细胞全能性研究上取得重大进展，科学家首次在世界上证明灵长类胚胎干细胞能够产生嵌合体猴，并于近期在国际权威学术刊物发表相关成果。
嵌合体猴是什么？
有两种或两种以上不同遗传细胞的猴
嵌合体动物的产生一般通过多能干细胞（包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞）与胚胎之间的嵌合，随后通过辅助生殖技术而获得。
采用嵌合体技术结合基因打靶技术建立的小鼠疾病模型，从1981年至今对生命科学和人类医学的发展都作出了革命性的贡献。然而，灵长类多能干细胞是否能够产生灵长类嵌合体，一直是个世界性难题。
该研究主要完成人系研究员李天晴、季维智和陈永昌。李天晴说，一开始将15个胚胎移植到5只母猴体内，有4只成功怀孕。3个多月后，为了检测各种组织器官的嵌合情况，科研人员对两只胎儿终止了怀孕过程，检测到两只胎儿成功实现了嵌合，而这两只采用的是同一种干细胞处理技术。
随后，研究人员检测了3月龄猴子的心脏、肾脏、胰脏、大脑、脾脏、肺、肝脏、睾丸、皮肤等18个器官，都检测到了经过标记后的干细胞。这样，就证明了嵌合进去的干细胞整合到了胚胎中，参与了机体各种器官的发育并分化成各种组织细胞。
该项研究首次证明利用灵长类胚胎干细胞获得嵌合体猴是可行的，同时也证明了灵长类动物胚胎干细胞的全能型，为干细胞的人类应用奠定了基础。
责任编辑: 李享
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【新进展】-Nature-Review-干细胞标志综述
【新进展】-Nature-Review-干细胞标志综述
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-Nature-Review-Hallmarksof pluripotencyTitle:Hallmarks of pluripotency题目：干细胞万能性的标志Abstract Stem cells self-renew and generatespecialized progeny through differentiation, but vary in the range of cells andtissues they generate, a property called developmental potency. Pluripotentstem cells produce all cells of an organism, while multipotent or unipotentstem cells regenerate only specific lineages or tissues. Defining stem-cellpotency relies upon functional assays and diagnostic transcriptional,epigenetic and metabolic states. Here we describe functional and molecularhallmarks of pluripotent stem cells, provide a checklist for their evaluation,and illustrate how forensic genomics can validate their provenance.摘要 干细胞可以进行自我更新，并会通过分化作用产生特化后（specialized）的子代，但不同的干细胞所产生的子代细胞和组织差别很大，这种干细胞所具有的特征被称为干细胞的发育潜能（developmentalpotency）。万能性（pluripotent）干细胞会产生出构成一个生物个体的所有类型的细胞，而多能性（multipotent）或单能性（unipotent）干细胞则只能形成特殊谱系的细胞或者组织。对干细胞发育潜能的判定取决于对这些细胞进行的功能性检测的结果以及这些细胞所具有的特殊的转录性、表观遗传性及代谢性状态。在此我们对万能性干细胞的功能检测方法以及分子标记物的内容进行叙述，并对万能性干细胞的功能检测给出一个项目单，还对如何使用法医基因组学来验证干细胞的起源出处进行了说明。（正文）干细胞是既具有自我更新能力又具有分化能力这样双重特征的细胞，它可以从胚胎组织和出生后动物组织中衍生形成，人们一般会按照干细胞分化作用的潜能（developmentalpotency）对其进行分类（图1）。受精卵（合子）和胚囊具有全能性（totipotent）的分化潜能，就是说它们可以形成所有的胚胎组织以及胚胎外组织，但它们的发育潜能迄今不能在体外条件下实现。小鼠的胚胎干细胞属于典型的万能性（pluripotent）干细胞（PS），它可以形成小鼠身体的所有组织，但对胚胎外膜类物质或者胎盘的形成作用很有限。正如下面要详细讨论到的，PS细胞所展现出的不同功能特征取决于它们所来自的环境以及培养的条件。多能性干细胞，比如典型的造血干细胞，只限于形成这些干细胞起源性组织的成熟细胞类型，在正常生理条件下，不会分化形成与其起源组织类型不相关的细胞谱系。而单能性干细胞，比如精原干细胞（SSCs），也具有自我更新的能力，但却显示出很有限的发育潜能，只能形成一种类型的细胞，即精子。人的PS细胞具有一种稳定状态，可进行永生性万能干细胞增殖，这种永生性万能干细胞可形成人体内任何一种类型的细胞。有人证实分别通过体细胞核转移和转录因子转导而实施的细胞核重新程序化作用就可将实体细胞终极分化状态反转成为全能性（totipotent）状态和万能性（pluripotent）状态。体细胞通过转录因子的表达可生成诱发性万能干细胞（iPS），这种方法为生成患者特异性的PS细胞提供了一个简便的途径，也为疾病模拟和再生性医学的创新开辟了新的途径。由于PS细胞在医学应用上的形式多种多样，因此引起了人们的广泛关注；所以对干细胞万能性（pluripotency）的定义除了对生物医学研究具有基础性意义之外，还具有一定的应用性意义。在这篇技术性综述里，我们对PS细胞的标志特征进行了描述，对万能性细胞的功能性状态和分子性状态进行测评的检测方法给出了一个项目清单，而且对可以证实重新程序化后的细胞谱系出处来源进行证实的法医学基因组方法进行了概括。Figure 1 |Stem-cell potency. a, Two cardinal assays for assessingPS-cell potency are blastocyst chimaerism and teratoma formation. Performancein these assays allows classification of totipotent, naive pluripotent, primedpluripotent, and multipotent developmental potentials. Totipotency is definedby the capacity to develop and form all tissues of the organism, includingextra embryonic tissues. Naive PS cells are distinguished by the capacity toform a teratoma and a chimaeric animal following introduction intopre-implantation embryos, whereas primed PS cells form teratomas but do notefficiently form chimaeras following introduction into pre-implantationembryos. Tissue specific multipotent stem cells form cell types related totheir tissue-of-origin, but do not form teratomas or chimaeras. Primed EpiSCsdo not efficiently form chimaeras when introduced into blastocysts, but cancontribute to non-viable post-implantation chimaeras. Therefore, EpiSCs alsoexhibit pluripotency when introduced into post-implantation embryos. A strictcriterion for potency is the demonstration that a single cell can differentiateinto the different cell types via single-cell transplantation or by geneticallylabelling test cells and demonstrating that the daughters of a single cellcontribute to different lineages. For human PS cells, teratoma formation remainsthe gold standard functional assay. Although single-cell-derived teratomas havenot been directly generated from diploid human PS cells,clonal-cell-line-derived teratomas provide indirect evidence for thedevelopmental potential of human PS cells at a single-cell level. b, Checklist for assessing thefunction and state of candidate PS cells. Validating the pluripotency of novelPS cells involves assessment of ‘function’ by measuring self-renewal capacityand developmental potential, and validating pluripotency as a ‘state’ bymeasuring the activation of core pluripotency transcription factors (TFs) OCT4,SOX2 and NANOG, and characterization of state markers, such as markertranscription factors and DNA methylation levels. For example, human groundstate PS cells are anticipated to exhibit global DNA hypomethylation andreactivation of transcription factors expressed during pre-implantationdevelopment. For novel claims of PS cells, when possible,forensic-genomics-based approaches and independent reproduction in anindependent laboratory should validate the provenance and reproducibility ofpluripotent phenomena. The blue boxes indicate in vivo differentiationassays that should not be ass the red box indicates theuncertain relevance of X chromosome reactivation as a criterion for humanground state PS cells owing to the unresolved interpretation of X chromosomestatus in human naive pluripotency. AP activity, alkaline phosphatase activity.c,Resetting to ground state pluripotency. Primed PS cells exhibit high levels ofDNA methylation, cannot chimaerize pre-implantation blastocysts, and femaleprimed PS cells exhibit post-X-chromosome-inactivation status. Xa, active X Xi, inactivated X chromosome. Toovercome the differentiation barrier between naive and primed PS cells,transcription factors (TFs) are introduced into primed PS cells to initiateresetting. Transcription-factor-induced PS cells or metastable PS cellscultivated in ground state culture conditions will be reset to ground statepluripotency, demarcated by homogeneous expression of naive transcriptionfactors and global DNA hypomethylation (low 5-mC) reminiscent ofpre-implantation embryo cells. Globally hypomethylated genomes in ground statemouse ES cells resemble pre-implantation blastocysts, whereas serum-cultivatedmouse ES cells and primed EpiSCs possess a hypermethylated genome reminiscentof post-implantation epiblasts and somatic cells. The methylation state ofaltered human PS cells is undefined, but reset cells generated by the Smithlaboratory exhibit DNA methylation level changes closer to ground state mouseES cells.图1 干细胞的发育潜能a，主要有两种用于检测PS细胞发育潜能的方法，就是检测细胞是否能够形成胚囊嵌合体和畸胎瘤。根据细胞在这两种检测方法中的表现可以把细胞划分为全能性（totipotent）、初始万能性（naivepluripotent）、始发万能性（primed pluripotent）和多能性这几种发育潜能。全能性指的是细胞具有发育形成包括胚胎外组织在内所有组织的能力。初始万能性干细胞指的是细胞可以在引入到着床前胚胎中之后会形成畸胎瘤和嵌合式的生物个体，而始发万能性则指细胞在引入到着床前胚胎中之后会形成畸胎瘤但不能形成嵌合式生物个体。组织特异性的多能性干细胞可以形成与其产生来源相关的细胞类型，但不能形成畸胎瘤或者嵌合式生物体。始发态EpiSCs在被引入到胚囊中之后不能形成嵌合式生物体，但可以在引入到着床后胚囊中形成不能存在的嵌合式生物体。就是说EpiSCs在被引入到着床后胚胎中后也会显示出万能性来。检验细胞发育潜能的严格标准是通过单细胞移植或者对待检细胞进行遗传性标记的方法证实单个细胞可以分化形成各种不同类型的细胞，并且还要证实单细胞的子代细胞会形成不同谱系的细胞。对人的PS细胞来说，能否形成畸胎瘤仍然是说明细胞是否具有万能性的功能性检测的金标准。虽然从二倍体的人PS细胞中目前还不能直接得到单细胞衍生性基胎瘤，但在单细胞水平上，克隆性细胞系衍生的基胎瘤为人的PS细胞的发育潜能提供了间接的证据。b，待检PS细胞的功能和状态检测项目单。对一个待定PS细胞的发育万能性的验证过程涉及到对其自我更新能力和发育潜能进行测定的“功能”验证，而对核心万能性转录因子（TFs）OCT4、SOX2和NANOG的激活情况所进行的检测以及对细胞状态标记物比如标记性转录因子和DNA甲基化作用水平的检测都可以作为一种细胞“状态”的标识来验证细胞发育的万能性。比如一般认为人的基态（groundstate）PS细胞会显示出整体DNA甲基化不足而且那些在胚胎着床前发育阶段中表达的转录因子会被重新激活。要对一种新的PS细胞进行确定，如果可能的话，需要对细胞来源及万能性发育的可重复性在独立实验室中采用基于法医基因组学的方法通过独立的重复实验进行验证。图中的蓝色方框中的内容指的是不能用于人细胞验证的体内分化作用检测方法；红色方框中的内容是人初始万能性发育潜能中由于尚未解决的对X染色体状态的解释而使X染色体重新激活作用是否可以作为人基态PX细胞一个标准的未确定相关性。AP活性是碱性磷酸酶的活性。c，重置到基态万能性。始发态（primed）PS细胞会显示出高水平DNA甲基化作用的特征，它不能在着床前胚囊中形成嵌合生物体，雌性始发态PS细胞还会显示出X染色体失活后的状态。Xa，活性X染色体；Xi，失活的X染色体。为了克服初始态（naive）和始发态（primed）PS细胞之间的发育壁垒，人们将转录因子（TFs）引入到始发态PS细胞中将细胞重置到初始态的状态下。转录因子诱发性的PS细胞或者在基态培养条件下培养的中间稳定状态（metastable）的PS细胞都可以被重新设置到基态万能性状态下，基态万能性状态的界定标准就是类似于着床前胚胎细胞那样的初始态（naive）转录因子的匀质性表达以及整体DNA甲基化作用水平较低（低5-mC）的特征。在基态小鼠ES细胞中整体甲基化作用不足的基因组状况与着床前的胚囊很相似，而通过血清培养的小鼠ES细胞和始发态（primed）EpiSCs则都类似于着床后胚胎的外胚层以及体细胞那样显示出过度甲基化状态的基因组特征。其他类型的人的PS细胞中甲基化作用的情况还未被确定，但由Smith实验室得到的重新设置后的细胞显示出DNA甲基化水平与小鼠基态ES细胞很接近的情况。定义万能性干细胞万能性干细胞（PS）指的是那些可以形成发育中胚胎所有三种胚层——内胚层、中胚层和外胚层的代表性组织的、还可以形成生殖谱系细胞、但通常并不对胎盘滋养层形成具有贡献的、具有自我更新能力的细胞。PS细胞可以从许多不同的来源形成（表1）。体外培养的第一种万能性干细胞来自畸胎瘤肿瘤细胞，这是一种起源于生殖细胞的肿瘤细胞。后来，人们证实通过小鼠胚囊形成的PS细胞可以以一种永生性的、非癌变性的细胞谱系来培养增殖。人们还从非人灵长类动物和人的胚胎中成功地获得了PS细胞，也从包括胚胎着床后的外胚层以及生殖谱系细胞在内的不同发育阶段的胚胎中获得了PS细胞。后来人们通过易位表达一组选定的转录因子可以将体细胞重新程序化形成万能性干细胞。PS细胞所展现出来的独特性质取决于它们所衍生的来源以及培养的条件。从着床前胚胎中获得的PS细胞被称为ES细胞，而从发育稍晚阶段的（着床后）胚胎外胚层形成阶段所获得的PS细胞被称为外胚层干细胞（EpiSCs）。这些不同干细胞不同的培养需求条件、基因表达特征以及表观遗传性特点可能反映了胚胎中细胞万能性的动态形成过程。人们引入了“原始态（naive）”和“始发态（primed）”这两个词来描述外胚层发育中的早期和晚期的发育状态以及相应的ES细胞和EpiSC细胞的状态。来自不同组织的PS细胞已经被分别进行了归类划分（表1）。传统的人PS细胞所显示出的分子特征与EpiSCs相似，被划分为“始发态（primed）”类型。在许多法律辖区中由于伦理学方面的限制使用人畸胎瘤形成的方法来鉴定干细胞的原始态万能性是受到严格限制的，但是由于非人灵长类动物的ES细胞不能形成着床前嵌合式胚胎，因此传统的人ES细胞也可能会采用这一标准来验证。万能性的分子标记物PS细胞的特征用分子性机制来描述就是保持自我更新和抑制分化作用的同时会对那些能反映其最初发育潜能的关键性分化作用基因以一种“沉寂（quiescent）”但“蓄势待发（poised）”状态的方式来维持。一组确定的核心性转录因子的合并使用可以控制并定义干细胞的万能性，它们就是OCT4（亦称POU5F1）、SOX2和NANOG（这三个转录因子统称为OSN）。OCT4和NANOG由于在PS细胞和早期胚胎中的特殊表达模式而被称为核心性转录因子，而在小鼠和人体中的遗传性筛选实验的结果证实了它们在建立干细胞万能性方面的必要性角色。OCT4可以与SOX2以异源二聚体的方式起作用，从而使SOX2成为核心性转录调节因子。通过易位表达OCT4和SOX2而可以产生小鼠和人体iPS细胞的事实说明OCT4/SOX2在建立干细胞万能性方面所体现出来的重要作用。虽然小鼠PS细胞的维护并不需要NANOG，而在小鼠的EpiSCs中它的表达也很低或者没有，但它会使PS细胞稳定，是内细胞群（ICM，innercell mass）中体内条件下细胞万能性形成所必需的，而且在小鼠和人PS细胞的基因组中会专一性地域OCT4和SOX2形成共定位。虽然这些核心性转录因子定义并控制了细胞万能性的形成，但在某些特殊条件下PS细胞可以缺失SOX2或者NANOG，又或可以由其他转录因子所取代，这说明对细胞万能性的控制方面存在一定的灵活性。在这些核心性转录因子中，OCT4已被证实是最不可缺少的，也是最重要的万能性因子。对OSN作用目标基因的图谱绘制结果说明存在一个调节性控制模型，在这个模型中OSN在保持细胞自我复制作用的同时对分化进行限制。OSN之间会协调性地与其自身的启动子结合，形成一个相互联系的自调节回路。OSN会在ES细胞中激活许多编码蛋白的基因、miRNA以及非编码性的RNA基因，同时它们还会征募那些编码谱系特异性调节因子的基因。许多谱系调节因子的启动子中既有活性的（H3K4me3）也有抑制性的（H3K27me3）组蛋白标记物，一般认为这种两性状态会在细胞从万能性状态中退出时促进发育基因的激活。OSN既可以激活维持ES细胞所需的基因，又可以对谱系特化作用调节因子进行抑制，这种能力是干细胞形成既具有自我更新能力又具有分化潜能这样双重特征标志的主要因素。虽然在所有的PS细胞中OCT4和SOX2都呈表达状态，但根据这些细胞与着床前ICM或者着床后胚胎外胚层在整体上分子特征性质方面的相似程度可以把PS细胞划分为几个不同的状态（图1c）。对于小鼠来说，目前认为PS细胞不同的万能性状态主要在四类特征指标上存在差异，这四类指标分别是：（1）雌性细胞中的X染色体状态；（2）DNA甲基化作用的整体水平；（3）Oct4增强子的利用情况；以及（4）一组被认做“初始态”转录因子的调节因子表达水平，这些因子包括：Klf4、Klf2、Esrrb、Tfcp2l1、Tbx3和Gbx2。这些初始态转录因子与Nanog一起，在始发态（primed）PS细胞中的表达很低或者没有表达，可以与初始态万能性干细胞培养条件一起用来将始发态PS细胞重置到初始态。“初始态”转录因子可以将始发态PS细胞进行重置的能力说明在初始态转录性回路和DNA甲基化组与X染色体的表观遗传性重置作用之间存在调节性作用相互发生交集的地方。可以通过将细胞培养在白血病抑制因子和Mek及Gsk3激酶小分子抑制剂存在条件下（2i/LIF条件）这种方法将小鼠的ES细胞形成一种分子“基态”状态，这种特殊的培养条件会在着床前胚囊中稳定细胞万能性诊断特征。基态ES细胞在雌性细胞中会显示两条X染色体都处于活性的状态，在其他基态ES细胞中会显示出DNA甲基化水平较低、偏好性利用Oct4远端增强子以及初始态转录因子处于表达活性状态等特征。相反，将细胞培养在FGF/ACTIVIN条件下则会使细胞处于另一种始发态（primed）的状态中。始发态的EpiSCs会显示出在雌性细胞中X染色体失活、而一般性始发态EpiSCs还会显示出DNA甲基化水平较高、偏好性利用Oct4近端增强子以及初始态转录因子处于表达抑制状态等特征。体外条件下基态ES细胞转化为始发态EpiSCs时所发生的分子变化似乎是体内条件下胚胎着床前外胚层向胚胎着床后外胚层成熟过程中的写照。初始态和始发态PS细胞都会在细胞状态标记物水平以及单细胞水平上显示出异质性，我们会在下面详细讨论。虽然血清培养下的小鼠PS细胞可以形成具有生殖能力（这是初始态万能性的功能标志）的嵌合式个体，但这种PS细胞还会显示出类似于胚胎着床后外胚层那样的高DNA甲基化水平。EpiSCs也会显示出异质性，这种异质性会通过信号传导途径的调节而改变。比如，区域特异性EpiSCs（rsEpiSCs）会偏好性地植入到外胚层的后端并带有胚胎着床后状态的特征标记物，这与它们作为始发态PS细胞的状态是一致的。然而rsEpiSCs又具有较高的克隆形成效率，而这通常是初始态PS细胞的特征。因此，与血清条件下培养的ES细胞相似，rsEpiSCs会表现出与几种不同万能性阶段相关的特征来。综上，这些结果说明小鼠干细胞的万能性中包括许多不同的功能和分子状态，说明在生物复杂性面前我们对干细胞命名的不准确性。单细胞研究的结果使我们在使用基态PS细胞的概念时要谨慎，说明在PS细胞中存在内在性的中间稳定状态。干细胞单个细胞基因表达特征的异质性、流式细胞检测结果以及干细胞系列稀释铺板实验的结果说明血清培养的小鼠ES细胞中存在着几种不同的分子和功能状态。即使在更匀质化的基态干细胞培养物中，也有人报道发现这些细胞会显示出不同的万能性转录因子表达状况，而且在这种异质性的起因和结果还都没有被阐明之前，我们在划分PS细胞状态时不可忽视干细胞万能性的动态特征。在验证新的PS细胞的类型时可以区分PS细胞基态和其他状态的标记物还是具有一定意义的。在定义干细胞万能性的其他细微差别中，细胞的功能性状态与分子性状态并不总是相关的。小鼠的PS细胞会维持其万能性的分子特征，其中包括核心转录因子的表达，而这种表达甚至在DNA甲基化作用和H3K27的甲基化作用都不存在时仍会维持，但这时细胞不能进行分化，因此没有功能上的万能性。所以虽然细胞的分子特征会说明细胞具有万能性，但只有功能性检测的结果才能确认细胞真正具有的发育潜能。与小鼠的ES细胞不同，传统的“始发态（primed）”人的ES细胞不能经受DNMT1的删除，这一点强调了在小鼠ES细胞和人ES细胞功能上的差别，我们将在后面详细讨论。初始态干细胞可以经受表观遗传性调节因子删除的事实说明从概念上来说，初始态万能性与始发态PS细胞以及体细胞相比具有队表观遗传性抑制作用要求更低的特点。干细胞万能性的功能验证有一系列的检测方法可以用来验证PS细胞的发育潜能，这些方法是：（1）体外分化；（2）畸胎瘤形成；（3）嵌合体形成；（4）生殖能力继承；（5）四倍体补充；（6）单细胞嵌合体形成。有关这些检测方法的概述及它们的优缺点列于专项说明1（Box 1）中。专项说明1 干细胞万能性判定的功能检测方法 （专项说明1的文字部分）a，用于判定PS细胞发育潜能的功能性检测方法概述。蓝色方框内表示的是使用人细胞时会受到限制的检测方法。b，干细胞万能性判定的功能性检测内容，这些检测方法在功能严格性方面的级别以及使用人细胞时的伦理学方面的限制。对细胞体外水平下的特征检测，比如自我更新能力、克隆形成形态（CFU，克隆形成单位）以及体外分化能力等，组成了干细胞发育万能性特征的基本层面。而体内水平下进行的对细胞分化能力的检测则是判定干细胞发育潜能的更有效的指标。小鼠PS细胞发育潜能的判定检测方法包括体内水平的细胞聚合（即畸胎瘤形成、非妊娠性嵌合体胚胎形成、生殖能力传递和2n/4n妊娠性补充作用）和单细胞体内水平的检测（即单细胞嵌合体形成和单细胞源妊娠）。对于干细胞万能性的判定来说，4n四倍体补充和单细胞嵌合体形成是更严格的功能性检测。畸胎瘤形成检测是判定人PS细胞发育潜能的功能检测金标准。人PS细胞在小鼠胚胎中的嵌合体形成检测以及原初性人胚胎嵌合体形成（非妊娠性）检测这两种检测方法可以在国际干细胞研究规则指导下经严格的科学和伦理学评估后方可使用。在人体内采用妊娠方法进行原初性人嵌合体形成来判定干细胞发育潜能在伦理学范畴是禁止的。判定干细胞全能性的检测方法是：（1）单细胞源的妊娠；（2）可以证实单细胞会形成生物体所有组织和高质量胎盘的单细胞妊娠性补充作用实验。需要注意的是如果在一种更严格的检测方法中细胞的表现很好的话，并不能说明细胞一定会通过严格性不如前一项检测方法的另一种检测。比如，我们还没有证实全能性细胞是否会形成畸胎瘤。体外分化（Invitro differentiation）检测的是细胞是否可以形成所有三个胚层——外胚层、中胚层和内胚层——所衍生类型细胞的能力，这项检测是确认细胞万能性的最低标准。通常的做法是，将维护细胞万能性的培养条件改变为含分化作用诱导性细胞因子、成形素（morphogens）或者化学物质混合物的培养基对待检干细胞进行培养，然后对特定目标组织标记物进行检测。畸胎瘤形成（teratomaformation）检测是将细胞注射到免疫缺陷性小鼠体内后是否可以自发形成三胚层衍生性组织的能力。对畸胎瘤组织学分析的结果既不能定量也不能对每一种可能产生的细胞类型进行确定。未完全重新程序化干细胞会形成非常像畸胎瘤的细胞群，虽然这些细胞群并没有形成三胚层终极分化，但可能会使人们对实验结果产生误认。还有将细胞与基质材料或者骨架材料共同注射到动物体内时会激发产生炎症反应或者异体排斥作用，这些反应或者作用会被误认为是组织分化的证据，因此有必要使用谱系追踪方法或者标记物分析方法将供体细胞与反应性宿主组织之间区分开。因为单细胞不能形成畸胎瘤，因此这种检测适用于群体水平上对细胞发育潜能做出判断。第三种检测是胚囊嵌合体形成（blastocystchimaera formation），检测的是待检细胞在通过两种方式被引入到着床前胚胎中后是否会重新进入到发育阶段的能力，这两种引入细胞的方法一种是待检细胞与分裂期桑椹体（morulas）聚合，一种是将细胞注射到胚囊中。高质量的PS细胞可以进行正常发育，会形成高质量的嵌合体生物，这种高质量嵌合体生物具有包括生殖谱系在内的所有胚胎组织都可以形成克隆的特征；而发育潜能较低的PS细胞则要么会形成低质量嵌合体生物，要么则会形成存活率较低的胚胎。第四种检测方法是生殖能力的传递（germlinetransmission），检测的是细胞所形成的嵌合体生物相互交配后是否可以形成完全由供体PS细胞所衍生的子代个体，这样会证实待检细胞具有形成功能性配子的能力。供体细胞整合到存活性发育晚期的胚胎、出生后个体以及成熟个体中以及随后完成生殖能力的传递，这个过程的完成是说明待检细胞具有染色体完整性和功能上具有万能性的具有说服力的指标。第五种检测方法只适用于小鼠细胞，四倍体补充（tetraploidcomplementation），检测的是待检PS细胞引导发育形成整个生物体的能力。供体细胞被引入到四倍体（4n）宿主胚囊中，这个四倍体宿主胚囊是在胚胎处于双细胞阶段通过电击融合作用产生的。由于四倍体胚囊在妊娠中期之后就不能继续保持正常的胚胎发育作用了，而四倍体的胚胎外组织则会继续正常发育并对供体细胞提供营养，因此如果任何会继续发育下去的胚胎，都是完全由供体PS细胞衍生形成的。第六项是一项非常严格的检测方法，单细胞嵌合体形成（single-cellchimaera formation），就是将单个供体小鼠的PS细胞注射到宿主小鼠的胚胎桑椹体或者胚囊中。如果单个待检细胞真的带有发育的万能性，那么由注射的单个细胞所衍生形成的嵌合体生物会给出克隆检测后的非常明确的结果。单细胞嵌合体形成和四倍体补充这两种检测方法都具有很高的失败率，但所得到的结果是证实细胞万能性最具有确定性的。最后还要提到的是，虽然EpiSCs可以在体外条件下形成三谱系分化（tri-lineagedifferentiation）并且可以形成嵌合体生物，但EpiSCs在被引入到着床前胚囊中时却很少能够形成嵌合体生物。然而还需要注意的是，虽然EpiSCs的单细胞万能性还未得到证实，但EpiSCs在被引入到着床后胚胎中时可以形成所有三种胚层。人的万能干细胞传统人的PS细胞显示出的是始发态（primed）万能性分子标记特征，其中包括对OCT4近端增强子的偏好性利用、DNA甲基化作用水平较高以及雌性细胞中X染色体具有易失活的倾向。一些已发表的人初始性（naive）PS细胞的文章结果使许多研究小组尝试着采用胚囊嵌合生物体形成的方法来检测干细胞的发育潜能，而这种检测方法在伦理学方面是不允许的，一般普遍可以接受的是体外培养人的胚胎不能超过14天，或者不能超过原条（primitivestreak）形成的时间点（按哪一项先达到来执行）。然而，不管是始发态（primed）还是其他状态（altered）的人PS细胞都有人曾引入到小鼠着床前胚胎中。人的初始态（naive）PS细胞可以植入到小鼠的ICM中，只是对于物种间嵌合体形成的作用很有限或者检测不到。相反，区域特异性的人PS细胞则可以整合到体外培养的小鼠着床后胚胎的上胚层后端，说明这种PS细胞对种属间嵌合体形成的作用很有限。有人对种属间囊胚嵌合体形成通过报道给出了更加令人信服的证据，做法是将灵长类动物的初始态（naive）iPS细胞注射到小鼠的囊胚中，这样iPS细胞对于实体组织形成起到了克隆性的贡献。虽然迄今为止灵长类动物ICM细胞还不能形成囊胚嵌合生物体，但与小鼠的ICM细胞不同，对灵长类动物卵裂球（blastomere）（全能性细胞）进行聚合确实会产生出嵌合体生物来。最近一项研究的结果说明其他状态下的灵长类动物的PS细胞可以整合到宿主的胚胎中并发育形成嵌合式的胎儿，但这种细胞对所有三种胚层的形成以及早期生殖细胞前体细胞的形成作用很有限。就像小鼠的情况一样，对所有三胚层形成的高等级作用以及生殖能力的传递仍然是证实灵长类动物ES细胞初始态（naive）发育万能性的更加严格的检测方法。由于灵长类动物PS细胞在嵌合体形成研究中表现出不同特征，有关物种间嵌合体形成仍存在不确定性，采用人细胞注射到小鼠胚胎中这种方法来检测细胞发育潜能的做法在被接受成为一种常规的干细胞发育潜能检验手段之前还需要完成其他的验证性工作。如果没有人干细胞发育潜能方面的非常有力的功能性检测结果的话，待测细胞在转录性和表观遗传性方面与人着床前胚胎中万能性细胞推测性基态PS细胞状态之间的相似程度仍然是确定人基态PS细胞的分子标准（图1）。DNA甲基化作用的去除和重置是哺乳动物胚胎着床前和生殖谱系发育的分子标记。人的着床前胚胎具有甲基化作用不足的基因组状态。相反，ICM的生长则会经历基因组的重新甲基化作用，而已经形成的人ES细胞则会保持大量的DNA甲基化过量的状态，类似于小鼠的始发态（primed）PS细胞。这种表观遗传性的重置作用似乎是由一种独特的在着床前胚胎中以及在生殖谱系中存在的调节性网络控制的。KLF4、TFCP2L1、ESRRB、TBX3以及GBX2是参与了小鼠初始态干细胞万能性形成的转录因子，这些因子可以在人的着床前上胚层中检测到，而在衍生性人的ES细胞中这些因子的表达被抑制，类似于小鼠EpiSCs中的状况。然而某些小鼠初始态转录因子的转录物，比如KLF2，就没有在人的着床前上胚层中检测到，说明这些转录因子和万能性之间的复杂性。还有其他干细胞的种属特异性差异也还没有弄清楚起因。人胚胎中X染色体失活的时间还在争论之中，而始发态（primed）人ES细胞中X染色体上的“表观遗传性侵蚀（epigeneticerosion）”则使我们对X染色体调节作用的认识变得复杂起来。因此根据目前的标准，我们按照那些用来描述小鼠基态万能性的分子标准来判断人的细胞是基态还是初始态PS细胞，同时我们也意识到这些标准是暂时的，会被重新修订。在意识到这些问题之后，有许多研究结果已经证实有可能将人的PS细胞转变为一种“中间稳定性”的万能性初始态。更令人信服的是，由Jaenisch和Smith实验室得到的PS细胞会表达那些参与了对小鼠基态ES细胞进行控制的转录因子。虽然在Jaenisch实验室中所获得的人PS细胞中X染色体处于失活状态，但我们再一次注意到人干细胞万能性中X染色体状态所代表的意义具有不确定性。在Smith实验室中被“重置”的细胞显示出DNA甲基化作用水平降低到接近人胚胎着床前的水平。然而OCT4远端增强子激活情况并不清楚，而且缺乏非转基因细胞谱系的详细特征，这两个情况使我们不能确定这个细胞的重置状态是否是稳定的。我们需要在完整的人或其他灵长类动物胚胎中对干细胞从全能性到万能性转变过程中通过更多的实验来了解这种转变，从而可以真正地对人的基态PS细胞进行确定和定义。从人的胚胎中直接得到基态ES细胞将会是一个里程碑式的标记，如果我们可以得到这样的细胞，将会进一步说明人ES细胞研究所具有的重要性。初始态体细胞中的发育潜能随着一个生物个体从最早的胚胎发育形成一个成熟的个体，这个生物个体中细胞的发育潜能逐渐被限制，并会完成一系列的表观遗传性修饰作用，这些修饰作用代表着对去分化作用（dedifferentiation）形成的屏蔽。然而那些可以使物种延续下去的生殖细胞则保持了一种独特的染色质状态，在这种状态下细胞很容易只通过信号传导途径的调节就可以重新程序化形成初始万能性状态。将原初生殖细胞培养在2i/LIF的条件下以及其他培养条件下，会使细胞成为可形成嵌合体的初始万能性细胞。相反，要使体细胞形成初始态万能性则需要持续的重新程序化作用转录因子的组合作用以及ES细胞的生长条件。对这一规律的一个例外是化学性重新程序化作用，说明细胞培养条件自身完全可以将细胞分化后的状态反转为万能性状态。需要注意的是，化学性重新程序化作用的最后一步也是由2i/LIF诱发的。与小鼠的细胞相反，我们目前通过信号传导作用途径修饰作用来获得人的PS细胞的能力非常有限。人胚胎性生殖细胞以及成熟人体睾丸衍生的人PS细胞这两种细胞都是通过对人的生殖细胞进行培养来获得的，而这两种细胞的发育万能性仍然还存在许多争论，而目前还没有人能够证实可以通过小分子对人体细胞进行重新程序化而使细胞获得万能性。细胞性质特征的变化会伴随疾病的产生而发生。胃食管返流症（gastro-oesophagealreflux）中长期暴露在胃酸刺激下的食管远端分层鳞状上皮细胞就会转变为含有杯状细胞（goblet-cell）的典型小肠上皮细胞，这种疾病被称为Barrett食管症（Barrett'soesophagus），它发生急易癌变。组织变形（metaplasia）以及其他形式的组织易位，即在异常位置形成异常组织的现象，说明身体内发生了细胞性质特征的转变。所以当那些来自围产期前后生物个体或者成熟生物个体组织中的细胞被判定具有万能性时都会引起人们的关注，比如多能性成熟个体的前体细胞、非常小的类胚胎细胞、多谱系分化作用的抗应激细胞以及内源性的万能干细胞等等。当我们要对一种干细胞的发育潜能进行判定时，一项严格的标准是证实这种细胞中的单个细胞可以分化形成不同类型的细胞，这是在大多数研究报道中都会缺少的标准克隆分析方法。对干细胞全能性（totipotency）特征的判定可以有效地既能形成胚胎谱系及胚胎外的胎盘滋养层，又能形成卵黄囊衍生物的能力就是全能性干细胞区别于万能性干细胞的地方。虽然可以通过将细胞核转移到卵细胞中的方法来将体细胞重置到全能性状态，但到目前为止还没有哪个实验室成功地在体外条件下对相当于受精卵或者卵裂球这样的全能性干细胞完成了繁殖实验。下面我们将概括介绍一下之前所宣称的PS细胞具有分化形成胎盘能力的情况，并提出应该如何判定细胞是否具有全能性的建议（表2）。对细胞全能性的最严格证实要做的就是在实验条件下从一个单细胞形成一个足月分娩的生物个体，这是从啮齿类和灵长类动物着床前胚胎中分离得到的单个卵裂球可以完成的过程。发育晚期的卵裂球可能对所有胚胎及胚胎外组织的形成起作用，然而由于在胚泡期（blastocyststage）细胞数量减少而不能形成可存活下来的胎体（conceptus）。因此一项变通的、不非常严格的证实全能性的检测是对单细胞进行遗传性标记，从而在将供体细胞引入到胚泡前期的胚胎中之后检测细胞对胚胎及胚胎外谱系形成的贡献情况。比如在小鼠体内，只有分离得到的双细胞卵裂球会形成完整的胎体，但八细胞胚胎阶段的单个卵裂球还会在嵌合体聚合作用中显示出全能性来。人四细胞阶段胚胎中的姊妹卵裂球都可以单独发育成带有ICM和滋养外胚层细胞的胚泡。对这些细胞全能性的功能性检测的一项必要特征是证实单细胞水平的发育能力。已经有人通过特殊的遗传性（如Dnmt1敲除）或者细胞培养条件改进（比如基态培养）的方法证实了带有可发育成胚胎外组织及体细胞组织这种双向发育能力的小鼠PS细胞的存在（概括在表2中）。“体内条件下重新程序化的”iPS细胞与ES细胞或者体外条件下重新程序化的iPS细胞不同，据称可以形成胎盘。这些研究对细胞分化形成类滋养层细胞干细胞以及形成胚泡类结构的情况进行了报道。然而，并没有人验证过类干细胞的滋养层细胞（trophoblast-stem-likecell）在体内条件下是否会形成嵌合体。还有，单细胞并没有有效地对胎盘的形成产生较大的作用。因此，对确认细胞全能性的功能标准定义，即单细胞对滋养层形成和ICM谱系形成起作用这一项目前还没有被证实。在不同研究中与类似细胞全能性发育潜能形成相关的分子变化情况各有不同，这些分子变化情况包括“2C特异性”基因、桑椹体特异性基因以及胚胎外组织中转录因子的表达。所以根据目前的标准，我们认为这些分子性标准对于判定细胞全能性是暂时性的、可修订性的，判定干细胞全能性的基本标准仍然是功能上的，即单个细胞是否可以在移植检测中形成ICM和滋养外胚层。理想情况下，应该在妊娠晚期对胚胎和胚胎外组织进行详细的检测，这样可以证实细胞在发育功能上所起的作用。传统的始发态（primed）人PS细胞据称在体外条件下既可以形成滋养外胚层，也可以形成初始的类似内胚层的衍生物。然而，事实证明对这些衍生物成分的确定非常困难。将人的初始态（naive）PS细胞注射到小鼠胚胎中并没有对ICM和滋养外胚层谱系的形成起作用。将来对小鼠全能性干细胞的判定则需要严格的功能性和分子性的验证，而对于人的情况来说，需要分子性标准以及与其他灵长类动物的比较来确定判定的可靠性。通过基因组学对干细胞来源和发育潜能的判定高级测序平台使科研人员可以获得多项基因组和表观遗传组数据（比如RNA测序，染色质免疫沉淀测序和亚硫酸盐测序），这些数据使我们对细胞的属性有了更全面的了解。系统性分析的结果已经证实直接对体细胞的重新程序化作用基本上重建的是与ES细胞相关的分子特征。这些分析的结果还发现了低可信度的重新程序化作用，比如形成中间状态的细胞以及带有表观遗传记忆性的细胞。最近，基因组分析的结果已经证实对确定干细胞基态万能性有帮助。所以，虽然对PS细胞的常规性检测并不需要，但基因组分析对于重新程序化细胞和PS细胞的实验室判定起着重要的作用（专项说明2）。DNA测序还可以提供细胞的遗传性印迹，这种特征可以消除会对报道结果进行混淆的细胞污染。因为细胞谱系的污染广泛存在，因此采用这种基因型判定的方法了确定细胞谱系的出处是合适的。在STAP细胞现象一例中，作者们报道了酸处理重新程序化PS细胞具有全能性的现象。我们对基因组数据的分析结果发现在供体体细胞和转化后STAP细胞之间存在性别和基因型上的不匹配。进一步对STAP衍生的细胞谱系Fgf4诱导型干细胞所进行的分析结果发现这一细胞谱系中混有滋养层干细胞，这是为什么Fgf4诱导型干细胞报道可以形成高质量胎盘的原因。这些结果与RIKEN调查与STAP相关样本所进行的全基因组测序的结果是一致的，RIKEN调查的结果发现所称的STAP干细胞谱系受到污染，污染来自带有不同遗传背景的胚胎干细胞。专项说明2 用于判定PS细胞发育潜能和出处的法医学基因组学通过基因组分析对干细胞发育潜能做出判定转录组分析。计算机分析可以对一种实验方法在多大程度上将一个亲本细胞转变为目标细胞进行定量。比如，PluriTest就可以在源于万能性和非万能性细胞的表达数据集合概述（compendium）的基础上对万能性的特殊性质进行确定，并对某个样本中这种性质的存在情况做出判定。CellNet是一种生物信息学算法，它采用细胞特异性的和组织特异性的基因调节性网络来对细胞发育的命运做出判定。表观遗传性特征。对干细胞染色质性质（如组蛋白修饰作用、转录因子结合作用、DNA酶I超敏感性以及DNA甲基化作用）基因组范围内的性质特征的研究结果可以捕捉到PS细胞的表观遗传性全貌以及PS细胞在重新程序化作用或者分化过程中发生的变化情况。结合基因表达状况和表观遗传性图谱可以使我们对重新程序化后的PS细胞的可信度有机制性的认识。比如，某些小鼠的iPS细胞不能在发育性基因位点上形成二价性区域，这种情况可能会使细胞分化形成所有类型组织的能力降低。而这种干细胞发育能力上的失败则只能通过表观遗传性分析才能检测到。基因组完整性。全基因组测序（WGS）可以使我们对单核苷酸多样性（SNPs）和包括拷贝数变异、拷贝数中性事件（比如易位和插入）以及病毒性插入作用等大范围内基因组结构性变化在碱基对分辨率条件下进行综合性的确定。在细胞进行重新程序化前后对其基因组情况进行比较可以对重新程序化过程中发生的有可能影响到细胞功能的基因组变化进行定位。对细胞株系的出处和污染情况的基因型判定细胞出处。将重新程序化后的PS细胞与其亲本细胞的基因型进行比较可以验证细胞的出处。基因组范围的SNP点阵分析会对一套已知的SNPs进行性质确定，这足以用来验证两个样本的匹配性。在对每个SNP的探针杂交反应信号强度和两个基因信号强度比例的基础上，我们可以对SNP基因型之外的基因特异性拷贝数进行估算。基于测序的检测方法，比如外显子组或全基因组测序，可以为我们提供SNPs的更全面的性质特征；基因型信息还可以从RNA-seq的结果中以及其他功能性基因组数据中进行推测。对其他诸如微卫星这样的基因组变异分析结果也可以当作一种形式的遗传性印迹。比如微卫星特征就被国际细胞株系验证委员会（InternationalCell Line Authentication Committee，ICLAC）推荐用于体外培养细胞谱系鉴定。污染。基因组范围的SNP数据也可用于检测细胞株的遗传异质性并检测另一种细胞株对其污染的情况。对于匀质性细胞，我们希望见到清晰的基因频率（待检基因频率与对照基因频率的比例）分布情况，其分布应该是主峰接近0（匀质性参照）并在0.5（异质性）和1（其它类型匀质性细胞）处出现小峰。如果出现来自其他细胞株系的污染，我们应该在较低的基因频率处见到小峰（比如污染为10%，则应该在0.05和0.1处出现小峰），小峰对应的是来自第二种细胞群的基因。根据测序的数据，这些估算可以更准确，并伴随已注释的SNPs和新出现的SNPs。采用这种方法已经有人在STAP的数据中检测到了污染的存在。相反，采用来自两项细胞核转移后衍生型人ES细胞（NT-hESCs）测序数据的法医性基因组学研究证实了细胞谱系的来源。从外显子组测序结果中推测出的全基因组单核苷酸变异（SNVs）情况把Egli实验室中得到的样本分为遗传相似性和非相似性两类（图2）。亲本供体成纤维细胞和NT-hESCs具有相似的SNV特征，这与细胞核转移的起源一致。具有独立起源的体外受精作用衍生性ES细胞和单性生殖性ES细胞则会像预料的那样，与亲本供体的成纤维细胞及NT-hESCs细胞具有不同的遗传性出处。SNV基因型测定结果也证实了之前报道过的人单性生殖性ES细胞中的组合作用模式，与小鼠单性生殖性ES细胞所得到的结果相一致。亲本成纤维细胞和重新程序化的NT-hESCs之间相匹配的基因型也在Mitalipov实验室中通过RNA-seq得到了证实（补充表1）。总的看来，这些分析的结果说明NT-hESCs具有明确的出处，排除了NT-hESCs单性生殖性来源的可能。Figure 2 | Genomicprovenance of nuclear transfer human embryonic stem cells (NThESCs).a, Single nucleotide sequencevariants (SNVs) inferred using exome sequencing data using the human referencegenome GRch37. The selected SNVs are classified as homozygous for referenceallele (0/0 genotype), homozygous for alternative allele (1/1 genotype) orheterozygous (0/1 genotype). Samples are clustered based on the sum of the editdistance between each SNV. The six different genotypes in three groups can bediscerned: groupA (BJ fibroblast and BJ fibroblast-reprogrammed humanpluripotent stem-cell lines); group B (1018 fibroblast and 1018fibroblast-reprogrammed human pluripotent stem-cell lines); and groups C–F(human parthenogenetic embryonic stem cells).b, Genome-wide SNP genotyping of arepresentative clone of NT-hESCs (Egli laboratory exome sequencing data)excluding parthenogenetic origin. Panels show genotypes for each chromosome,from centromere to telomere revealing blocks or haplotypes of markers. Mb,megabases. c,Genome-wide SNP genotyping of a representative clone of parthenogenetic(meiosis I) human embryonic stem cells (p(MI)-hES cells) (Egli laboratory exomesequencing data). Panels show genotypes for each chromosome, from centromere totelomere, revealing blocks or haplotypes of markers. Pericentromeric heterozygosityis consistent with a meiosis I parthenogenetic ES cell.图2 核转移型人胚胎干细胞（NT-hESCs）的基因组出处a，采用人参考基因组GRch37使用外显子组测序结果推测出的单核苷酸序列多样性（SNVs）。索选定的SNVs被划分为参考性基因匀质性（0/0基因型）、变异性基因匀质性（1/1基因型）或者异质性（0/1基因型）三类。样本按彼此SNV间编辑距离的总合分类。三组样本中可分辨出六个不同的基因型：A组（BJ成纤维细胞和BJ成纤维细胞重新程序化的人万能干细胞株）；B组（1018成纤维细胞和1018成纤维细胞重新程序化后的人万能干细胞株）；以及C-F组（人的单性生殖系胚胎干细胞）。b，对NT-hESCs一个不包括单性生殖系起源的代表性克隆的基因组范围SNP基因型判定（Egli实验室提供外显子组测序数据）。各组图显示每一条染色体的基因型，从中心粒到端粒显示标记物的区段或者单倍型。Mb，百万碱基。c，单性生殖系（减数分裂I期）人胚胎干细胞（p(MI)-hES）代表性克隆的基因组范围SNP基因型判定（Egli实验室提供外显子组测序数据）。组图显示每条染色体的基因型，从中心粒到端粒，展示标记物的区段或单倍型。中心粒周围的异质性与减数分裂I期单性生殖系ES细胞的情况一致。计算机分析结果的可重复性由于基因组分析的结果可以对新的PS细胞的出处进行验证，对这些细胞的分子特征进行确定，因此我们提倡作者们在提交文章初稿时给出与干细胞相关的基因组数据、元分析数据以及详细的计算机分析结果。将测序数据存储到公共性存储空间比如基因表达汇总（GeneExpression Omnibus）以及短序阅读档案（Short Read Archive）中是大多数同行评议性（peer-reviewed）杂志所要求的，但数据共享政策的执行则各有不同，而且会由于实验设计方案及数据的复杂性使数据共享执行起来更加复杂。结果，对那些已经存储的整套数据及相关元数据（metadata）的验证通常所需要的要远远超过同行评议时所能提供的专业性评价和时间。干细胞研究领域中科研人员如果更好地将干细胞所有相关基因组数据及元数据都进行公开性的存储，再加上杂志社对这些数据共享政策的贯彻实施，一定会使研究结果的可重复性得到提高。我们还建议对那些“中间过程型”数据以及在数据分析过程中得到的关键步骤和结果进行公开存储。对于计算机分析结果的完整重复性来说，我们还提倡通过附加网站或者开放式源代码管理工具来公布计算机代码。我们意识到这些基因组分析结果以及数据、元数据和方法的可获得性对于重新程序化以及变化了的干细胞状态的确认特别重要。结论和对未来的展望在此我们对基于发育潜能的功能性判定和特征性分子标志这两方面的干细胞万能性的共识性定义进行了阐述。这种对细胞万能性在功能上和分子标识物上的整合为我们提供了一套有效的标准，这套标准可用于对那些通过新实验方法得到的干细胞万能性进行验证。由于核心型转录因子在体细胞重新程序化作用和干细胞万能性状态维持方面所起的重要作用，因此对那些宣称通过新方法得到干细胞功能方面万能性的研究来说，如果没有在这些细胞中发现核心性转录因子类似于ES细胞的表达水平的话，那么这些研究的结果就值得怀疑，这些研究就应该附加上可以维持哺乳动物基因组独特万能性状态的其他基因调节网络和机制的有力证据。另一个解决分子标记和功能性标记之间问题的例子是一篇研究报道，其中说明过量表达如E-cadherin这样的细胞黏附因子会使始发态（primed）PS细胞获得在着床前胚囊中形成嵌合体生物的能力。反过来，最近的研究报道认为重新程序化的转变过程会使细胞经历一个短暂的过程，在这个过程中细胞的分子标记特征类似于初始态（naive）万能性状态，但没有初始态功能万能性方面的标记物，这种状态可能并不包括真正的初始态（naive）万能性在内。虽然大多数实验室制备PS细胞为的是日常研究所用，并不需要本文所综述的全套检测方法来对PS细胞进行检测，但但对干细胞发育潜能新状态的判定或者制备PS细胞新方法的建立则需要对细胞进行更全面的特征研究和性质记录。对PS细胞跨越基态万能性到始发态万能性的这样一个连续过程中细胞的状态所进行的记录产生的问题是如何对人的基态干细胞进行定义。还有，那些对人PS细胞可以“重置”的研究报道的结果意味着有可能制备出带有全能性的PS细胞来。最终，对重新程序化作用的重新修订后的分子性标准检测方法（benchmarking）的建立以及对其他干细胞万能性状态更加具有预测性的实验性获得都需要我们对人的着床前胚胎的发育具有更加详细的了解。要想造成更持久的科学影响力，干细胞重新程序化作用的实现和干细胞其他状态万能性的获得应该是可以在一种以上的实验模型中得到实现，也可以在其他多个实验室中会独立重复出来。在文章发表之前，我们希望那些宣称取得了干细胞重新程序化作用上突破性进展的科研人员能够首先通过独立实验室来证实结果的可重复性，并且结合法医学基因组分析结果来确认细胞的正确出处。科学最终是一个自我校正的过程，在这个过程中科学界扮演着一个重要的集体性的角色。（完）
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