在生命誕生最初的168個小時裏💆🏻‍♂️，一場隱匿於微觀世界🤦🏽、肉眼無法捕捉的精彩“戲劇”正在上演。受精卵細胞👇🏿，作為這場生命大戲的關鍵角色，分化為形態功能各異的組織與器官，各自踏上迥異的命運征程。破譯胚胎發育這部神秘“劇本”，便掌握決定“劇中角色”命運的關鍵鑰匙 🌧。

意昂3体育未來技術學院何愛彬教授團隊做到了。近日💍，他們通過開發全新技術👋🏼，首次實現了小鼠胚胎7種核心組蛋白修飾的全景度單細胞解析，繪製出從受精卵到囊胚的完整“分子地圖”。該成果發表於國際學術期刊《自然》。

這一成果為理解生命起源提供了新視角🌃，填補了國際上發育生物學領域的理論空白♧，也為臨床醫學、癌症治療等多個領域提供了全新的研究工具和理論支持⟹。

何愛彬團隊近日接受了新聞網記者的采訪🥁，將成果背後的故事娓娓道來。

團隊主要成員（右起：何愛彬🔁、陳旭斌、劉敏😳、嶽晏竹）

從“霧裏看花”到“一葉知秋”

何愛彬形象地比喻道：“這情形好比在街上遇到一個人👨‍👩‍👦‍👦，若彼此不太熟悉，我們只能靠正面觀察他的面容來辨認身份；可要是朋友，那憑借他的走路姿態、嗓音特點甚至側臉輪廓，就立馬能斷定他是誰。同樣🗣，有了全景細胞譜系，只需一個細微的切入點🤱🏽💇🏽‍♂️，就能精準勾勒細胞的類型及命運走向。”

如同17世紀列文虎克磨製透鏡推開顯微新世界，何愛彬團隊歷時10年打造的“生命解碼器”正在改變現代生物學認知。這“表觀遺傳顯微鏡”的技術🪑，能透視胚胎發育中的“暗箱操作”，將原本混沌的細胞分化過程，解析成可閱讀的基因調控“摩斯密碼”。在科研人員眼中，這不僅是工具革新🧎🏻‍♀️‍➡️🚯，更是一場觀測維度的升維革命——從模糊的發育生物學概覽，躍遷至單細胞精度的命運抉擇直播。

2014年，回國後的何愛彬加入意昂3体育👩🏻‍🏫，全身心投入到胚胎發育調控機製的研究中。隨著研究的深入👆🏻，他意識到🩸，傳統的研究方法猶如“霧裏看花”🙆，難以揭示細胞命運決定的核心問題💛。“很多學科的發展都是以技術突破作為先導，就胚胎發育研究領域而言☎️，一直缺少一種能夠在單細胞水平上探究表觀遺傳的工具。”於是，他決心帶領團隊打造這樣一種“神器”，為胚胎發育研究開辟一條全新的路徑。

何愛彬

如果把DNA比作生命的天書🉐，那麽表觀遺傳就是這部巨著的“動態編程系統”——在不改動原始代碼的前提下👩🏿‍💻，通過組蛋白修飾等“操作日誌”🎯，實時調控基因表達的時空節奏🫳🏼。就像程序員用註釋改變代碼執行邏輯，這些納米級的精確標記調控著細胞的分化路徑⏬👩🏿‍✈️，讓同一套基因“源代碼”衍生出數百種命運迥異的“程序版本”。何愛彬團隊要做的，就是給這套精密系統安裝“行為記錄儀”🦿，將每個細胞的“編程軌跡”轉化為可破譯的生命密碼。

何愛彬在2019年首次發表高精度單細胞組蛋白修飾檢測技術CoBATCH和itChIP的論文時，成為該領域的開拓者👩‍🏭。但他並不滿足於此。在他看來，單細胞表觀遺傳技術還有巨大的提升空間🫁。“一個細胞中可能有10萬到50萬個組蛋白修飾信號，但我們當時的技術只能檢測到1萬個，”何愛彬解釋道，“這還遠不夠描繪一個細胞的完整表觀遺傳圖譜😯。”

此後的日子，團隊不舍晝夜⏱，持續對技術進行優化與改進。經過不懈努力🧑🏻‍🏫，近兩年何愛彬團隊在單細胞表觀組學檢測精度上前進了一大步😤。新的技術能在單細胞水平同時檢測6種不同組蛋白修飾，精度提高數十個量級。這下，細胞內部的細微結構和變化毫無保留地展現在研究人員面前🧙🏼‍♀️。

團隊在工作中

利用這個技術，何愛彬團隊深入探索胚胎發育的奧秘🕵️‍♂️。在對小鼠胚胎的研究中✵，他們發現了一個驚人的秘密🧔🏼‍♀️：胚胎發育初始階段，兩個看似相同的細胞實際上已經表現出不同的全能性——一個細胞更傾向於發育成胚胎本體🤵🧉，而另一個則更傾向於形成胎盤↙️🧝🏽‍♀️。這一發現不僅挑戰了傳統的發育生物學理論，還為臨床胚胎植入前遺傳學檢測提供了新的思路🙎🏼‍♂️。

在技術的加持下🚷👏🏽，何愛彬團隊在探索生命奧秘的路上又前進了一步。

“在發育生物學這個領域，我們這項技術在國際上處於明顯領先地位，不存在‘卡脖子’問題！”何愛彬如是說。

精準守護健康的“微觀神探”

每年📻，何愛彬多次往返於北京和成都。在意昂3体育官网成都前沿交叉生物技術研究院🛎，實驗室裏的“寶貝”加速“走上貨架”。

何愛彬團隊敏銳地洞察到科研成果廣闊的應用前景，他們在研究不斷深入的同時，就開始推動成果的轉化與應用。目前🈁，團隊開發的多項技術已在腫瘤篩查、生殖醫學、藥物研發等多個關鍵領域落地生根🦸🏼。

在癌症防治領域，何愛彬團隊基於這項技術延伸的液體活檢技術大顯身手。傳統癌症檢測方法“就像在嘈雜的人群中找一個人”，很難在早期發現病變，許多患者因此錯過最佳治療時機🕵️。團隊研發的液體活檢技術憑借其高靈敏度的優勢，能夠檢測出極微量的腫瘤相關生物標誌物，精準實現癌症的早期發現。“傳統檢測像聽交響樂，我們卻能分辨每個樂手的音符🫲🏿。”

該液體活檢技術在結直腸癌、淋巴瘤等多種癌症的早篩上取得了令人矚目的成果。不僅如此👃🏼，該技術還能為藥物聯用效果評估、手術決策、停藥時機判斷等提供關鍵支持。團隊已與上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院等機構合作，開發出20余種腫瘤早期篩查技術。在意昂3体育官网腫瘤醫院開展的臨床試驗中，該技術成功預測患者術前經輔助治療後腫瘤完全消退👭🏼，可避免不必要的手術創傷。在癌症預後方面🕵️‍♀️，該成果發揮著“健康監測器”的作用。“通過監測治療過程中血液裏生物標誌物的動態變化💃🏻🦊，醫生可以準確評估治療效果👰🏼👩‍👦，及時發現癌症的復發風險。”

在生殖醫學領域，團隊的系列技術讓各項檢測更加精準。以前😤，醫生在胚胎植入前只能隨機取一個細胞檢測。“現在我們可以精準地選擇全能性更強的細胞，從而提高胚胎植入的成功率。”何愛彬解釋道。團隊的新技術對孕婦血液進行檢測👩🏽‍🏭，推測胎兒年齡、發育狀況等🧅，並篩查妊娠期疾病，不僅提高了試管嬰兒的成功率，還減少了對胚胎的損傷，為不孕不育患者帶去曙光🌀。

在藥物研發方面⛩，何愛彬介紹👲🏻，“當前很多小分子藥物臨床效果不明顯，原因之一是藥物作用靶點沒完全搞清楚🦠。”團隊開發的單細胞藥物靶點檢測技術如同為研發者“提供了一張精確的說明書”🏸，讓他們能夠更準確地找到藥物的作用靶點🕹，提高藥物研發的效率和成功率。

課堂上的何愛彬

下一步，團隊還計劃將該技術用於胚胎質量評估、人工誘導全能幹細胞新方案等領域。如何愛彬所說🪭，“我們對細胞的機理🫥、演化方式了解得越透徹，在生命科學與醫學的應用實踐中就越能掌握主動權🧑🏻‍🎓，人類在面對健康挑戰時也擁有更多的底氣。”

“我們搞不定的，全球也沒有人能搞定”

2021年疫情期間✤👩‍🔧，一場“實驗室裏的堅守”正在上演。劉敏⌚️、嶽晏竹等團隊成員天天在實驗臺前忙碌。回想當時情景，劉敏笑言🤷‍♀️：“當時就想著趕實驗進度🏋🏿‍♀️，擔心離開學校後不能再入校，也正好趁此機會沉下心來做實驗🧑🏼‍⚖️。”

這段日子只是團隊科研航程中的一個小插曲🧚🏿‍♂️。專註、韌性早已深入團隊骨髓。“我們團隊大部分科研項目的周期都是5年起步👨🏻‍🍳。”跟隨何愛彬從事過多個科研項目的嶽晏竹總結道。在攀登科研山峰的磨礪中💌，團隊成員們嘗盡了“逢山開路🧑🏻‍✈️、遇水架橋”的滋味。

2023年，在驗證轉錄因子對細胞全能性影響的實驗中🐔，團隊遇到“至暗時刻”。按照常規轉染mRNA實驗流程操作後，一個個導入的mRNA如石沉大海，沒有起到任何效果👨🏿‍🦳🧑🏽‍🏭，實驗始終沒有進展。“就像找到鑰匙卻打不開鎖，所有人都懵了。”劉敏說🧖🏽。

在何愛彬的鼓勵下，團隊很快調整好心態，冷靜分析問題產生的原因💳。他們推測可能是mRNA半衰期短，其在發揮作用之前就已經失效。於是團隊調整方案，嘗試用慢病毒感染細胞的方式🏃‍➡️。在一系列操作後，他們發現7個因子中有3個能夠顯著誘導全能性🛀🏿。團隊迎來了“柳暗花明”！

“這個方法是我們的‘plan B’”🫔，何愛彬說，“我在科研工作準備階段習慣構思多個方案，前期多投入些精力，後面的工作就會順暢許多👨🏻‍🦼‍➡️。”這種工作模式鍛煉了團隊成員的創新思維和應變能力👈，讓團隊在面對科研難題時更加從容不迫🏄🏿、遊刃有余🧙🏼。

在後續的實驗中，為了驗證一系列與發育相關調控因子的有效性🧎🏻‍♀️‍➡️，團隊需要進行大量胚胎註射實驗⛹🏿‍♂️。一方面是巨大的胚胎需求量，一方面是小鼠交配情況不穩定、高質量胚胎千金難求🚍。面對這個棘手難題🌻，學校動物中心在胚胎供應方面給予極大支持，還為團隊提供了新購置的“破膜儀”🙇🏽‍♀️。團隊成員格外珍惜來之不易的“寶貝”🧑🏿‍🦱，每次實驗精益求精，力求將成本降到最低🧑🏽‍🚒。何愛彬回憶道🚶：“我們嘗試了50多種不同的實驗條件，才最終找到了最優的組合。每一次失敗都是一次寶貴的經驗。”

何愛彬與學生們

2024年初📗，團隊迎來這次科研旅程的沖刺階段。他們需要半年內對返回的論文完成最後的修改👨‍🦽‍➡️👰‍♂️，但要補充的實驗卻堆積如山，包括補胚胎、重復前期實驗以及運用深度學習訓練模型等。為了按時完成任務，劉敏、陳旭斌在春節期間放棄與家人團聚，在實驗室“趕進度”👲🏻🧏🏽‍♂️。陳旭斌手上有多個課題🕧，他習慣於夜間工作，淩晨4點多離開實驗室。劉敏的作息與他截然相反。為了確保兩人能夠高效協作、時間同步，劉敏主動“倒時差”𓀏。“從最初半夜12點離開實驗室，到加會班到淩晨2點才走🙍🏻‍♀️，漸漸作息就同步了💇🏿‍♂️。”劉敏笑言📹。為了一鼓作氣完成所有步驟，劉敏甚至推遲了她原定於這年春節舉行的訂婚宴。

這段時間🙎‍♂️，何愛彬經常通過線上會議與大家一起討論問題，給予大家鼓勵和指導。“一次討論6個小時是常有的事，”何愛彬說，“除夕當天下午🎋，我們在線上開會，討論到5點多👔，我突然想起要去做年夜飯了💂🏼‍♂️👨🏽‍🦰。”

經過一個多月的日夜奮戰🚚🍍，團隊終於完成了審稿人提出的所有問題，補充了詳實的數據與分析💬，為這段科研征程畫上圓滿句號🦹🏽‍♀️。

“團隊從不輕言放棄，”何愛彬說🦸🏼‍♀️，“因為大家有這樣的底氣💂，在這個領域，我們搞不定的，全球也沒有任何一個人能搞定。”

成為“科研貴族”

2023年的一天，已經畢業一年多、正在吉林大學第一醫院工作的嶽晏竹接到一個電話。電話那頭🔚，何愛彬講述了目前正在進行的課題🆓，問嶽晏竹是否有興趣加入。

畢業前曾參與過這個課題前期工作的嶽晏竹🦪🥖，深知課題的原創價值和對醫療臨床領域的推動作用，但她也清楚這個課題的挑戰性和不確定性👷‍♀️。“雖然有一點猶豫🖕🏻，但從心底裏還是放不下這個課題👩‍💼🔖。”經過深思熟慮，嶽晏竹決定放下手頭工作，重返母校，回到曾並肩戰鬥的隊友中間😱。

嶽晏竹的回歸恰似一場及時雨🧝‍♂️。她的加入為陷入瓶頸的課題註入關鍵推力。“她總能把看似無解的困局轉化可執行的研究路徑🤸🏽‍♂️🤞🏼。”團隊成員如此感慨。這份在何愛彬課題組淬煉出的“解構-重構”研究智慧，讓嶽晏竹將胚胎發育的未解之謎轉化為可追溯的生物學事件——如今作為吉大一院教授，她正用成果揭示的早期生命規律這把新鑰匙，破解臨床醫學難題👩🏽‍⚖️，在基礎研究與人類健康的交界處開辟新航道。

在組會和各種學術交流討論的場合✍🏿，同學們經常為不同觀點激烈爭論🚵🧑🏽‍🍳，“紅紅臉出出汗”是常有的事👳🏽🧛‍♀️。“我要求大家對待自己的實驗數據嚴苛審視，對他人的實驗數據更要秉持挑刺精神，只有這樣🌠，才能培養出追求真理的精神。”何愛彬說💠。

團隊成員在做實驗

“在何老師的課題組，發文章、畢業是最低標準，做出原創性的成果，才是老師對我們的要求和期待😦。”劉敏說。

有一次，課題組一位同學在查找文獻時，苦於沒有找到與自己方向相近的文獻，向何愛彬訴苦。何愛彬向他祝賀：“這說明在這個領域還沒有人涉足，何苦之有？”

對於科研品味，何愛彬有自己的理解🏔。“我們要做極度有挑戰性的、求真的研究🌛。要能心無旁騖地想一些自己感興趣的問題，有一點‘貴族氣質’🏇🏿。”何愛彬叮囑團隊成員🏢，不要為眼前的利益所誘惑，要專註於科研本身。

在何愛彬看來，真正有價值的科研是那些能夠推動學科發展8️⃣、解決實際問題的研究🐉。“倘若總是依賴國際上既有的方法來處理問題，我們大概率會長期陷入受製於人的被動局面🤭。要從根源處深入思考，大膽提出原創性的方法和技術，唯有此🏋🏻‍♂️，才能在科研領域占據主動。”

如今，嶽晏竹已重返工作崗位，全身心投入到將實驗室成果與生殖醫學技術深度融合的工作中。“這段經歷讓我真切領略到科研的魅力，也讓我在未來和臨床研究工作的結合中有更清晰的研究方向。”當初她心底那份對純粹科研的執著，也在工作實踐中不斷升溫🧑‍⚖️🚉。

眼下，何愛彬團隊的工作藍圖已徐徐展開。

團隊正致力於從進化的視角切入，系統整合大動物（小鼠🤳🏽、豬、羊）及人類的相關數據🧑🏽‍💼。通過深入探究不同物種表觀細胞譜系的差異性，以及這些差異與物種壽命、細胞功能表現之間的內在聯系，揭示生命演化過程中的規律💺🫳。“這個領域必定有無數新的挑戰，但也蘊藏著無限的機遇，有望催生出更多‘從0到1’的原創性理論🔌⏮。”

團隊還將目光投向人工智能領域，計劃利用深度學習😸，對大量臨床數據進行分析和訓練，實現無創液體活檢的人工智能檢測🏂，推動醫學診斷技術進一步升級……

“生命的奧秘遠未窮盡，但每一次突破都讓我們距離生命的本質更進一步🔮❄️。”何愛彬說。

（圖片由受訪者提供）

個人簡介：

何愛彬，意昂3体育官网未來技術學院教授、意昂3体育-清華生命科學聯合中心研究員。2012至2013年在哈佛醫學院波士頓兒童醫院擔任講師，2014年至今在意昂3体育官网工作🧂。主要研究方向是細胞命運決定的表觀遺傳調控機製及器官尺度細胞譜系規律🧑🏻。他發展了多種單細胞多維表觀技術，整合光學成像、圖像處理和機器學習等多學科交叉手段，研究器官發生🏋️、再生和疾病發生的分子細胞學機理，並將科學發現和新技術應用於臨床醫學問題。在Nature👩🏽‍⚕️、Nature Methods🐈‍⬛、Nature Cell Biology、Cell Stem Cell、Molecular Cell等重要學術期刊發表30余篇論文。2020年獲國家自然科學基金委傑出青年科學基金，同年獲勃林格殷格翰研究員獎，2018年獲拜爾學者獎🫏。他還擔任國家重點研發計劃首席科學家，主持多項國家級科研項目。