合成生物学“设计-合成-检验-学习”的核心理念已被用于干细胞的体外分化。hPSCs能够分化为各种细胞类型，包括难以从人体组织获得或体外增殖能力有限的细胞。因此，在细胞治疗中hPSCs被认为是构建各种类型细胞库的重要来源。然而传统的分化策略大都通过向干细胞培养基中添加一系列生长因子和小分子混合物来促进形态发生，该方法培养得到的细胞存在功能不成熟、效率低和异质性高等局限性，无法应用于临床试验，且成本高昂，消耗资源，需投入大量时间。因此，通过合成基因回路精确控制细胞命运决定对于获得高效、高纯度的靶细胞，促进其临床应用和批量生产具有重要意义。
 

合成受体SynNotch系统导入干细胞可以在体内或体外监测和调控发育过程中细胞之间的相互作用，从而决定细胞命运。2022年，Malaguti等人用小鼠胚胎干细胞系建立了克隆模块化SynNotch多能细胞系，当接收细胞被激活时，神经元分化因子Neurogennin1开始表达，诱导接收细胞分化为神经元。与化学小分子诱导不同，合成受体的加入有助于实现干细胞的在体分化。
 

出自《合成生物学在干细胞工程化改造中的研究进展》作者:蔡冰玉，谭象天，李伟。