通用无血清 6iL/E4 培养体系实现多物种干细胞稳定建系

一、研究背景

长期以来，胚胎干细胞（ESC）培养高度依赖胎牛血清（FBS）与 N2B27 复合培养液，但这套体系存在明显短板：血清组分未知、批次差异大，极易造成干细胞分化、表观紊乱；传统 2i 培养基仅适用于啮齿类，在兔、牛等大动物胚胎培养中会诱导细胞大量凋亡，跨物种通用无血清培养平台长期缺失。同时，含血清体系存在生物安全隐患，无法满足细胞育种、细胞肉、临床细胞制剂的标准化监管需求。2026 年《Cell Research》刊发重磅研究，研发出6iL/E4 完全化学限定无血清培养体系，突破物种屏障，实现小鼠、大鼠、兔、牛、人多物种胚胎干细胞稳定分离与长期传代，为跨物种干细胞研究提供统一无血清技术平台。

二、核心研究内容

1.极简无血清基础培养基 E4 搭建

研究摒弃成分复杂的 N2B27，仅保留胰岛素、转铁蛋白、BSA、亚硒酸钠 4 种核心组分构建 E4 基础液，彻底剔除易诱导神经分化的多余添加剂，培养基组分完全明确、无动物血清，是后续小分子筛选的干净标准化基底。

2.6iL 信号小分子无血清核心配方筛选

团队系统靶向 WNT、GSK3α、PDGFR、MEK、STAT3 保守通路，筛选得到 6 种特异性抑制剂 + LIF 组合（6iL），解决传统 CHIR 广谱抑制导致大干细胞分化难题：采用选择性 GSK3α 抑制剂 BRD0705 搭配 IWR1 平衡 Wnt 通路，CP67 抑制原始内胚层分化，GDC0879 调控 MEK 通路，搭配 SKL2001、828 与 LIF 协同维持干性。整套体系全程无血清、无动物不明提取物。

图 1 牛、兔胚胎干细胞建系与扩增培养条件的优化及效果评估

3.分物种无血清适配优化

啮齿类（小鼠、大鼠）：直接使用 6iL/E4，可稳定建系，细胞具备三胚层、生殖系嵌合能力；

兔 ESC：在 6iL 基础添加 LATS 抑制剂 TDI（6iL/TDI 无血清体系），实现嵌合活兔产出；

牛大动物干细胞：6iL 无血清体系可获得早期囊胚态干细胞，诱导 Klf2/Nanog 后大幅提升嵌合效率；

人多能干细胞：6iL/E4 无血清体系可稳定维持原始态（naïve）人 iPS，低甲基化、原始基因高表达。

4.无血清体系核心优势验证

转录组、核型、畸胎瘤、胚胎嵌合多重功能实验证实：6iL/E4 无血清培养的干细胞基因组稳定，长期传代无分化偏移；摆脱血清干扰，实验重复性大幅提升；全程化学限定，适配基因编辑、体外配子、细胞农业、临床转化等下游场景。

三、研究总结

该研究首次建立跨物种通用完全无血清干细胞培养平台，解决传统含血清、2i 体系物种局限性痛点。极简 E4 基础液搭配模块化 6i 小分子鸡尾酒，无需血清即可在啮齿、家畜、人类干细胞中稳定捕获原始多能态。无血清、成分标准化的特性，完美适配畜禽干细胞育种、细胞肉规模化扩增、人类疾病模型等产业化需求。后续可基于该无血清框架，针对猪等经济动物进一步微调小分子组合，开发家畜专属低成本无血清培养基，大幅推动大动物干细胞基础研究与农业生物技术落地。

参考来源：Wang, D., Ming, H., Yang, D. et al. A universal 6iL/E4 culture system for deriving and maintaining embryonic stem cells across mammalian species. Cell Res 36, 611–628 (2026). https://doi.org/10.1038/s41422-026-01276-y