人类胚胎干细胞（hESCs）不仅能够分化为人体所有细胞类型，还可在实验室中无限增殖。然而，从发育胚胎中获取并在体外培养的hESCs，与早期胚胎中的多能外胚层细胞相比，常显示出生物学差异。近日，新加坡科技局（A*STAR）基因组研究所（GIS）的研究团队开发出一种新方法，能够生成更接近真实外胚层细胞的hESCs。

该研究的领导者是新加坡基因组研究所执行所长Ng Huck Hui博士，其在胚胎干细胞维持多能性的分子机制方面贡献卓著，包括发现转录因子Klf2、Klf4和Klf5，组蛋白甲基转移酶Eset，组蛋白去甲基酶Jmjd1a和Jmjd2c等在胚胎干细胞特性维持中的作用，以及研究关键因子在基因组上的结合位点，发现Esrrb和Nr5a2在重编程中的作用。

Ng博士表示：“我们发现，可将多能人类胚胎干细胞转换至更接近其天然状态。这种新细胞状态有望改进hESCs的多种应用，例如建立疾病模型。”

为诱导更天然的状态，Ng和同事筛查了11种小分子，寻找能够促进自我更新基因NANOG表达的物质。他们确定了三种化合物组成的鸡尾酒，加上生长因子LIF（3iL），可将hESCs中的NANOG表达水平提高近两倍，并将细胞维持在持续生长状态。他们将生成的干细胞命名为“3iL” hESCs。

经过化学处理的hESCs与未经处理的细胞表达相似水平的多能性基因，但只有3iL干细胞的基因表达谱与直接取自早期胚胎的外胚层细胞高度吻合。研究作者Jonathan Göke认为，实验室培养可能重新连接了常规培养hESCs中的调控网络，而3iL处理可重置这一过程。

研究作者Yun Shen Chan指出：“人们优化了培养条件以支持自我更新，但这些条件与胚胎的复杂信号和通讯系统差异巨大。因此，培养条件可能部分解释了实验室hESCs与体内外胚层细胞之间的差异。”

研究人员还在探究3iL配方是否适用于由成体细胞重编程而来的诱导多能干细胞（iPSCs）。“还需进一步工作全面比较3iL iPSCs和标准iPSCs，但初步结果表明3iL可能生成更高质量的iPSCs。”