2009年8月28日，德国与韩国科学家联合在《自然》杂志上发表了具有里程碑意义的研究，证实仅凭单个转录因子OCT4即可将人类体细胞重编程为类似胚胎干细胞的多能状态。这一发现极大简化了诱导多能干细胞（iPS细胞）的技术路线，为再生医学和疾病模型研究开辟了更安全的路径。
此前，日本科学家山中伸弥于2006年首次通过导入四个转录因子（OCT4、SOX2、KLF4和c-Myc）成功将小鼠成纤维细胞重编程为iPS细胞。2007年，山中伸弥和James Thomson团队分别利用人源细胞实现了这一突破，但重编程效率低且因使用多个因子（尤其是致癌基因c-Myc）而存在肿瘤风险。2009年的这项研究中，德国马普分子生物医学研究所的Hans Schöler团队发现，仅需OCT4一个转录因子，就足以将人类胎儿神经干细胞诱导为多能状态。他们利用携带OCT4基因（单独或联合KLF4）的逆转录病毒感染细胞，经过10–11周培养，获得了形态、基因表达和分化潜能均与人类胚胎干细胞一致的细胞系。
进一步验证显示，这些重编程细胞表达典型的胚胎干细胞标记（如SSEA-4、TRA-1-60等），全基因组表达谱与胚胎干细胞高度相似。在体外，它们能形成三个胚层（外胚层、中胚层、内胚层）的衍生物；在体内移植后，可生成呼吸上皮、骨骼肌、软骨和神经上皮等多种组织。哈佛医学院的Kwang-Soo Kim评价这是“干细胞研究的另一个重要里程碑”，斯克里普斯研究所的Sheng Ding则指出“证明OCT4对人类细胞重编程足够，是一项重大进步”。
该研究的意义在于：OCT4作为核心多能性因子，单独即可激活内源性多能性网络，而神经干细胞的内源状态可能更易接受重编程。后续十多年来，科学家们进一步优化了重编程技术，例如使用非整合型载体（如仙台病毒、mRNA或蛋白质）、小分子化合物替代部分转录因子（如化学重编程），以及开发无动物源成分的培养体系，显著提高了iPS细胞的安全性和临床应用潜力。如今，OCT4仍是几乎所有重编程方案中不可或缺的因子。这一基础发现为个性化疾病模型、药物筛选和细胞治疗奠定了关键基础。
更多阅读