Cell Stem Cell：回国加入西湖大学，吴军团队开发“上胚层互补”技术，从多能干细胞生成活体小鼠|吴军(湖南省演员)|囊胚|多能干细胞|小鼠属|线粒体|西湖大学

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

囊胚互补（Blastocyst Complementation）是一种前沿的器官再造策略，利用基因编辑使受体囊胚缺少特定器官发育的关键基因，从而制造“发育空位”，再将多能干细胞（PSC）注射到囊胚中，填补空位并分化为缺失器官。目前该技术已在啮齿类动物中证明了可行性，但该技术的应用，在很大程度上局限于生成单个器官。

2026 年 11 月 3 日，吴军教授团队在Cell Stem Cell期刊发表了题为：Epiblast complementation enables generation of live offspring from pluripotent stem cells 的研究论文，吴军已于近期回国加入西湖大学。

该研究开发了上胚层互补（Epiblast Complementation）新技术，能够从多能干细胞（PSC）重建上胚层并生成活体后代。

吴军教授

吴军，2001 年本科毕业于山东大学，2008 年在田纳西大学获得理学博士学位，2009-2016 年先后在南加州大学、索尔克生物研究所进行博士后研究，2016-2017 年在索尔克生物研究所任研究科学家。2018-2026 年历任得克萨斯大学西南医学中心助理教授、副教授、教授。2026 年 9 月全职回国加入西湖大学，任西湖大学生命科学学院干细胞生物学和再生医学讲席教授。

囊胚互补（Blastocyst Complementation）技术能够在体内生成供体多能干细胞（PSC）来源的组织，但其应用在很大程度上局限于单个器官。例如，吴军团队此前曾开发名为 C-CRISPR based Blastocyst Complementation（CCBC）的囊胚互补技术，成功在小鼠体内生成了大鼠胚胎干细胞来源的前脑组织。

在这项最新研究中，吴军团队建立了上胚层互补（Epiblast Complementation）策略，这是一种从供体多能干细胞（PSC）生成小鼠的稳健方法。

通过敲除 Zfp281 或 Sox2 基因，研究团队在小鼠上胚层中创造了空位发育生态位，研究团队证明了野生型和基因修饰的初始态 PSC 均能完全替代宿主上胚层，贡献于所有上胚层来源的组织，并产生活体后代。成型态 PSC 也能完全重建上胚层并支持发育至足月，显示出与初始态 PSC 相当的发育潜能。值得注意的是，单个初始态 PSC 足以重建上胚层并产生活体后代。

该研究的核心发现：

敲除 Zfp281 或 Sox2 会在小鼠上胚层中造成一个空位发育生态位；
上胚层互补支持由多能干细胞生成可存活小鼠；
初始态和成型态多能干细胞均可在功能上替代整个小鼠上胚层；
单个初始态多能干细胞可在功能上替代整个小鼠上胚层。

综上所述，这些发现确立了上胚层互补作为评估 PSC 发育潜能的功能性检测方法，并提供了一种直接从培养 PSC 生成遗传定义动物的策略。

2025 年 11 月 24 日，德克萨斯大学西南医学中心吴军团队等在Cell期刊发表了题为：RNA innate immunity constitutes a barrier for interspecies chimerism 的研究论文。

该研究首次发现，在人类和小鼠的多能干细胞共培养中，通过“隧道纳米管”（Tunneling Nanotube，TNT）结构进行的跨物种RNA交换，可激活小鼠细胞的 RNA 先天免疫通路，进而通过“细胞竞争”清除人类细胞。该研究进一步证实，敲除通路关键蛋白MAVS能够削弱小鼠细胞竞争力，在不修饰人类细胞的情况下，显著提升人类多能干细胞在小鼠胚胎中的存活率和嵌合率。这一发现揭示了物种间屏障和细胞竞争的新机制，证明了靶向抑制宿主免疫通路是提高动物体内的人类细胞嵌合率的有效策略，为再生医学提供了更具安全性的“宿主改造”新范式。

2025 年 6 月 10 日，吴军教授团队在Cell期刊发表了题为：Unraveling mitochondrial influence on mammalian pluripotency via enforced mitophagy 的研究论文。

该研究开发了一种强制线粒体自噬新技术，能够在体外或体内减少或完全去除线粒体，使用该技术，研究团队揭示了线粒体对细胞多能性的影响，还发现了线粒体数量的降低会导致着床前小鼠胚胎发育延迟。这项研究为探索线粒体在发育、疾病和跨物种生物学中的作用开辟了新途径，还有望促进线粒体疾病的研究和疗法开发。

2024 年 4 月 25 日，吴军团队等在Cell期刊发表了题为：Generation of rat forebrain tissues in mice 的研究论文。

该研究开发了一种名为 C-CRISPR based Blastocyst Complementation（CCBC）的囊胚互补技术，利用该技术在小鼠胚胎上筛选出支持前脑囊胚互补的基因Hesx1，证实了在小鼠囊胚中敲除 Hesx1 基因能够在小鼠体内生成大鼠胚胎干细胞来源的前脑组织。异种前脑互补为研究大脑发育以及认知功能机制在进化上的保守和差异性打开了大门。优化的囊胚互补策略具有极大的潜力，可以拓宽异种器官生成的研究和应用。