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来自南开大学和中国科学院上海生命科学研究院的研究人员开发了一项创新的诱导多能干细胞（iPS）技术，在经典的山中伸弥方法基础上添加独特的因子Zscan4，证实可以促进重编程过程中的基因组稳定，显著提高生成的iPS细胞质量。相关结果发表在《细胞研究》（Cell Research）杂志上。

南开大学生命科学学院的刘林教授和中国科学院上海生命科学研究院的李劲松研究员是这篇论文的共同通讯作者。刘林教授主要从事发育生物学和生殖生物技术研究，尤其在胚胎工程和再生医学领域；李劲松研究员的主要研究方向是体细胞重编程与诱导多能干细胞。

2006年，日本京都大学山中伸弥团队通过向人体皮肤成纤维细胞中植入4个基因Oct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4，将成纤维细胞重编程为全能性的类胚胎干细胞，即iPS细胞。这一技术为再生医学开辟了新道路，但iPS细胞潜在的致癌性和重编程效率低限制了其临床应用。近年来的研究表明，iPS细胞存在异常的基因表达和基因组异常，其安全性成为关注焦点。四倍体互补分析实验证实，大部分小鼠iPS细胞并非具有完全多能性，无法生成活体小鼠，这可能与重编程早期发生的DNA损伤反应有关。相比之下，核移植可以高效地将体细胞重编程为胚胎干细胞并生成活体小鼠。

研究人员推测，参与卵母细胞诱导重编程的因子可能对重编程过程中的体细胞基因组起稳定作用，从而提高iPS细胞质量。为验证这一假设，他们筛查了在iPS细胞诱导过程中能够减少DNA损伤反应信号的因子，发现了在合子基因组激活阶段高表达的独特基因Zscan4。

随后，研究人员采用Zscan4结合四种因子诱导细胞重编程，证实不仅可以显著减少DNA损伤反应，还能大大提高iPS细胞生成效率。加入Zscan4稳定了基因组DNA，导致p53下调。此外，在病毒感染后3天，Zscan4通过端粒重组机制促进端粒延长，因此添加Zscan4生成的iPS细胞具有更长的端粒。引人注目的是，四倍体互补实验证实，通过这种“Zscan4方案”生成的iPS细胞系超过50%生成了出生存活的全iPS细胞小鼠，而经典方法只有1/12。

这项研究提出了一种Zscan4结合四个因子的创新iPS技术，不仅显著提高了重编程效率，还大大提高了iPS细胞的质量。此外，新研究首次证实，参与卵母细胞介导重编程的因子可以帮助维持重编程过程中的基因组稳定，从而促进高质量iPS细胞的生成。