科普时报记者 陈杰

复杂的生命体，最初都始于一个简单的起点，依靠内在规律有序发育、自我组装，最终形成拥有器官、循环系统与生命活性的完整个体。而一种化学诱导的全能性细胞，也展现出生命起点所蕴含的生成多种组织、按时空秩序发育并自组织成具有生命特征整体的潜能。

10月14日，一项发表于《自然》的研究，让人类得以直观窥见这场精妙的生命演化过程。

这项由清华大学丁胜教授团队完成的研究，实现了生命发育研究的全新突破。研究团队依托持续优化的化学诱导全能性干细胞（ciTotiSCs），仅以单一人工诱导全能性细胞为起点，成功构建出可连续自主发育的小鼠胚胎模型。

不同于传统生命始于精卵结合的固有模式，该模型能够自然跨越囊胚、原肠运动、早期器官形成等多个关键发育阶段，逐步孕育出血管、血液、生殖系统组织，甚至出现具备节律性收缩功能的心脏组织，完整复刻了早期生命的发育全过程。

“常规生命孕育始于精卵结合，而我们的研究打破了这一固有模式。”论文通讯作者丁胜教授解释道，该研究的发育起点并非生殖细胞，而是由体细胞人工诱导形成的全能性细胞。最核心的突破在于，这种人工细胞具备完整的发育潜能，既能生成胚内、胚外各类细胞，还能调控所有细胞遵循精准的时空秩序生长、互动，最终自我组装成拥有多重生命活性的复杂整体。

在胚胎模型的持续发育过程中，细胞分化绝非简单的种类叠加。研究监测显示，模型能够精准分化出胚胎本体组织与胚外支持组织，逐步建立身体前后发育轴线，顺利形成神经褶结构。随着发育推进，血管血液、生殖谱系、心脏组织依次有序生成。经影像检测、组织学分析和单细胞测序验证，该胚胎模型的细胞类型、空间结构、发育时序，都与天然小鼠胚胎高度契合，直观印证了人工全能细胞的原生发育潜能。

心跳，是生命觉醒的重要标志，也是本次研究最直观的成果之一。模型发育过程中，心脏组织自主完成分化组装，形成结构清晰的心房、心室及流出道雏形，各类心脏细胞精准归位、有序排布，最终产生规律、协调的节律性收缩，完整还原了生命最初的心跳过程，让单细胞孕育生命的过程变得可观测、可追溯。

生命的存续，离不开供养与连接。研究中的胚胎模型，自主发育出卵黄囊血管网络与血岛结构，顺利生成造血祖细胞，并分化出红细胞母细胞、巨噬细胞等关键细胞。新生血细胞顺利流入发育中的心脏组织，让血管、血液、心脏形成功能联动，成功搭建起早期血液循环系统，构建起生命体赖以生存的供养体系。

更令人惊喜的是，该模型成功培育出原始生殖细胞，这是未来分化为卵子、精子的核心谱系细胞。在专属培养体系中，这类前体细胞可持续成熟，进入减数分裂早期阶段。虽目前尚未发育为成熟配子、未验证生殖能力，但生殖系细胞的出现，意味着这套人工发育程序，已经触及生命世代延续的核心维度。

心脏节律跳动、循环系统成型、生殖谱系建立，三大关键变化，完整诠释了生命发育的三大核心维度：器官功能诞生、机体系统整合、生命世代延续。而这一切复杂结构与功能，全部源自同一个人工全能细胞，在统一的时空秩序中有序涌现、协同成型。

当然，这项研究仍存在明确局限。目前模型无法发育为完整个体，随着发育推进，生长效率会持续下降，部分组织结构与天然胚胎仍存在差异。现阶段暂时无法确定，这些缺陷源于体外培养环境、细胞模型本身，或是二者共同作用的结果，更长周期、更完整的发育研究仍需持续探索。

但这项成果的价值依旧意义深远。它不止突破了单一发育阶段的复刻技术，更搭建起全新的实验研究体系。科研人员可依托该模型，深入研究人工全能细胞的发育机制，破解早期胚胎发育失败、器官组织协同形成等核心科学难题。

需要特别说明的是，本次研究仅针对小鼠展开。若未来拓展至哺乳动物乃至人类细胞研究，必须经过严苛的伦理审查与全面公共讨论。

从无到有、从一到万，一颗平凡的人工细胞，无须预设成型器官与结构，仅依靠自身内在的自组织程序，就能孕育出鲜活的生命雏形。这项研究，为人类窥探生命起点的底层规律，提供了清晰、可测、可探索的全新窗口，让我们真正读懂了生命“从一而生，徐徐展开”的终极浪漫与科学奥秘。