2006年，日本研究人員報告了一種技術，可以創造出具有胚胎能力，能夠轉變成哺乳動物體內幾乎任何細胞型別的細胞——現在著名的誘導多能幹細胞（iPS細胞）。在本週發表在《自然》雜誌上的論文中，另一支日本團隊表示，他們已經提出了一種出人意料的簡單方法——暴露於包括低pH值在內的壓力——可以製造出比iPS細胞更具可塑性的細胞，並且速度更快、效率更高。
“這太令人驚訝了。我從未想過外部壓力會產生這種效果，”日本神戶RIKEN發育生物學中心的幹細胞研究員、最新研究的共同作者Yoshiki Sasai說。年輕的幹細胞生物學家小保方晴子在同一中心花了五年時間開發這種方法，並說服笹井和其他人相信它是有效的。“每個人都說這是一種人為現象——那些日子真的很難熬，”小保方說。
小保方說，細胞受到壓力可能會使其具有多能性的想法來自於她在培養細胞時注意到，有些細胞在被擠壓透過毛細管後，會縮小到與幹細胞相似的大小。她決定嘗試施加不同型別的壓力，包括熱、飢餓和高鈣環境。三種應激源——一種穿孔細胞膜的細菌毒素、暴露於低pH值和物理擠壓——都能夠誘導細胞顯示出多能性標記。
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但是，為了獲得多能性的名稱，這些細胞必須證明它們可以轉變成所有細胞型別——透過將熒游標記的細胞注射到小鼠胚胎中來證明。如果引入的細胞是多能性的，那麼發光的細胞就會出現在新生小鼠的每個組織中。這項測試被證明很棘手，需要改變策略。在日本山梨大學的小鼠克隆先驅若山照彥的幫助下製造的數百隻小鼠只有微弱的熒光。若山最初認為該專案可能會是“徒勞的巨大努力”，他建議使用新生小鼠而不是成年小鼠的完全分化的細胞進行應激處理。這成功地產生了一個完全綠色的老鼠胚胎。
儘管如此，整個想法仍然很激進，小保方希望發光小鼠足以贏得接受的想法是樂觀的。她說，她的手稿被多次拒絕。
為了說服懷疑論者，小保方必須證明多能細胞是由成熟細胞轉化而來的，而不是預先存在的多能細胞。因此，她透過對T細胞（一種白細胞，其成熟度可以從其基因在發育過程中發生的重排中清楚地看出）施加壓力來製造多能細胞。她還在影片中捕捉到了T細胞向多能細胞的轉化過程。小保方將這種現象稱為刺激觸發的多能性獲得（STAP）。
結果可能會引發一場曠日持久的辯論。多年來，不同的科學家團體報告說在哺乳動物體內發現了多能細胞，例如當時在明尼阿波利斯明尼蘇達大學的分子生物學家凱瑟琳·維法利耶描述的多能成體祖細胞。但其他人很難重現這些發現。小保方在哈佛大學劍橋分校的組織工程師查爾斯·瓦坎蒂的實驗室開始了當前的專案，研究瓦坎蒂小組認為是從體內分離出來的多能細胞。但她的結果表明了一種不同的解釋：多能細胞是在身體細胞承受物理壓力時產生的。“這些細胞的產生本質上是自然母親對損傷的反應方式，”最新論文的共同作者瓦坎蒂說。
最令人驚訝的發現之一是 STAP 細胞也可以形成胎盤組織，這是 iPS 細胞和胚胎幹細胞都無法做到的。若山說，這可能會使克隆變得異常容易。目前，克隆需要提取未受精卵、將供體細胞核轉移到卵細胞中、體外培養胚胎，然後將胚胎轉移到代孕母體中。如果 STAP 細胞可以產生自己的胎盤，它們可以直接轉移到代孕母體中。然而，若山很謹慎，稱這個想法目前還處於“夢想階段”。
小保方已經對十幾種細胞型別進行了重程式設計，包括來自大腦、皮膚、肺和肝臟的細胞，暗示該方法適用於大多數（如果不是全部）細胞型別。她說，平均而言，25% 的細胞在壓力下存活下來，其中 30% 的細胞轉化為多能細胞——這已經高於 iPS 細胞約 1% 的轉化率，iPS 細胞需要幾周才能變得多能。她現在想利用這些結果來研究體內重程式設計與幹細胞活動的關係。小保方也在嘗試使該方法適用於成年小鼠和人類的細胞。
“這些發現對於理解核重程式設計非常重要，”率先進行 iPS 細胞研究的山中伸彌說。“從臨床應用的角度來看，我認為這是一種產生類 iPS 細胞的新方法。”