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| 本文作者： 付靜 | 2021-04-16 18:51 |
培育人猴混種胚胎，這個曾引發(fā)過巨大爭議的科學(xué)話題有了最新進(jìn)展。
一組跨國科研團(tuán)隊(duì)將人類干細(xì)胞注射到食蟹猴的胚胎中，發(fā)現(xiàn)「人猴雜交胚胎」不僅能存活，還存活了將近 20 天！
對于這一研究，耶魯大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家 Alejandro De Los Angeles 的評價是：
這是干細(xì)胞和跨物種嵌合體領(lǐng)域的里程碑。
Nature 雜志則表示：
科學(xué)家首次成功培育出含有人類細(xì)胞的猴子胚胎，這對于這個發(fā)展迅速卻也引發(fā)了倫理大討論的領(lǐng)域而言，是一個新的里程碑。
2021 年 4 月 15 日，相關(guān)研究成果發(fā)表于知名學(xué)術(shù)期刊 Cell，題為 Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo（人類擴(kuò)展多能干細(xì)胞在猴胚胎體外的嵌合作用）。
論文作者主要包括昆明理工大學(xué)靈長類轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院季維智院士團(tuán)隊(duì)、譚韜、牛昱宇、代紹興課題組與美國索爾克生物研究所教授 Juan Carlos Izpisua Belmonte 等。
英文中有個單詞是 Chimera，指希臘神話中一種會噴火的怪物，傳聞它上半身像獅子，中間像山羊，下半身像毒蛇。
實(shí)際上「嵌合體」的英文正是 Chimera，其意義不難理解——通俗來講，它可以是不同遺傳性狀混雜表現(xiàn)的個體，也可以是同一器官出現(xiàn)不同性狀的生物體，還可以是含有不同基因型細(xì)胞的個體。
早在 1646 年的意大利，就有園藝學(xué)家發(fā)現(xiàn)了自然存在的柑橘類嵌合體。
200 多年后，德國養(yǎng)蜂學(xué)家發(fā)現(xiàn)蜜蜂中也自然存在著嵌合體。此后，嵌合的思路主要應(yīng)用于植物培養(yǎng)。
不過近年來，人體移植器官嚴(yán)重短缺問題日益凸顯，全球每年大概 200 萬人亟待器官移植拯救生命，而器官主要依靠捐獻(xiàn)獲得，存在著巨大缺口。
因此，科學(xué)家們的思維得到了進(jìn)一步發(fā)散，3D 打印器官、異種器官移植、異種嵌合等都成為潛在解決途徑。
不過，要通過上述策略解決器官供體不足的問題，絕非易事。正如參與此次研究的昆明理工大學(xué)官方所言：
異種器官移植存在免疫排斥及倫理問題；3D 打印可能會造成器官功能不全，不能形成完美的可移植器官；異種嵌合也存在著嵌合效率低下等問題。
不過昆明理工大學(xué)仍表示：異種嵌合可能是將來會產(chǎn)生突破的一個方向。
而要想真正達(dá)到對器官再造的水平，則需要對胚胎、器官發(fā)育基本理論和關(guān)鍵技術(shù)的突破。
早在 2017 年，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授鄧宏魁教授與美國索爾克生物研究所教授 Juan Carlos Izpisua Belmonte 團(tuán)隊(duì)，首次在體外建立了具有胚內(nèi)和胚外發(fā)育潛能的干細(xì)胞系 EPSC，打造了人鼠嵌合胚胎。
2018 年，斯坦福大學(xué)研究人員曾研究出首個人-綿羊嵌合體。這一嵌合體是研究人員將人類干細(xì)胞引入綿羊胚胎所得，最終綿羊所占比例超過 99％。考慮到醫(yī)學(xué)倫理限制，胚胎發(fā)育至第 28 天時就被人為破壞掉了。
2019 年，Juan Carlos Izpisua Belmonte 教授團(tuán)隊(duì)又聯(lián)合昆明理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，建立了一個體外培養(yǎng)（IVC）系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持食蟹猴胚泡的持續(xù)發(fā)展。
此外據(jù)昆明理工大學(xué)稱：
中國科學(xué)院動物研究所和中國科學(xué)院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院周琪院士、李偉和海棠研究團(tuán)隊(duì)也曾得到了食蟹猴-豬嵌合體 。
可以說，近年來異種嵌合發(fā)展迅速，也為該領(lǐng)域研究帶來了新的思考。
在此前研究的基礎(chǔ)之上，此次研究人員主要是將 25 個帶有熒光標(biāo)記的 hEPSC（人類擴(kuò)展的多能干細(xì)胞）注射到了受精 6 天后的猴子胚胎囊胚中，觀察它們在不同時間點(diǎn)對所培養(yǎng)的猴子胚胎的作用。
研究人員發(fā)現(xiàn)，hEPSC 能夠整合到猴胚胎囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（雷鋒網(wǎng)注：指早期干細(xì)胞的來源之一，是大多數(shù)真獸類哺乳動物在胚胎發(fā)生中的一個早期階段）中，并在胚胎著床前后、著床后早期的胚胎和胚胎外細(xì)胞譜系中發(fā)揮作用。
值得一提的是，為了保證 hEPSC 在猴胚胎中的嵌合能力，研究團(tuán)隊(duì)特地使用了一種通過細(xì)胞重編程生成的、特征良好的 hEPSC 系 iPS1-EPSCs。
論文顯示：
1 天后，接受注射的 132 個囊胚都出現(xiàn)了熒光蛋白。
10 天后，103 個胚胎仍在正常發(fā)育。
第 10.5 天， iPS1-EPSCs 嵌合性優(yōu)于此前同類研究。
13 天后，接近 40% 的胚盤中存在 hEPSC。
不過在第 19 天，僅有 3 個嵌合胚胎在正常發(fā)育。
研究團(tuán)隊(duì)還通過對 200 個人類細(xì)胞和 272 個猴細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞 RNA 測序（scRNA-seq），分析確定體外培養(yǎng)的猴胚胎中 hEPSC 的分化軌跡。
隨后，他們選取了 200 個人類細(xì)胞與 272 個猴細(xì)胞，做進(jìn)一步分析。
由此研究人員證實(shí)：
hEPSC 隨著發(fā)育的進(jìn)行，從表達(dá)特征上逐漸與猴胚胎細(xì)胞變得相似，反之亦然。
人類細(xì)胞能在人猴嵌合胚胎中分化成不同的細(xì)胞種類。
昆明理工大學(xué)官方稱，這一研究：
揭示了 hEPSC 可以嵌合進(jìn)入食蟹猴胚胎，并可以伴隨著胚胎發(fā)育進(jìn)入原腸運(yùn)動，表達(dá)中胚層、內(nèi)胚層的 marker 基因。
無疑，異種嵌合研究依然是飽受爭議的一個話題。
社交媒體上，不少網(wǎng)友都表達(dá)了對相關(guān)技術(shù)的擔(dān)憂：
完全無視道德倫理！
這種事屬于違法吧？
實(shí)際上 Cell 雜志也發(fā)文稱，就異種嵌合方面的研究而言，以下幾個層面都需納入考慮：
動物是否會有痛苦，是否會面臨風(fēng)險(xiǎn)。
誰的干細(xì)胞被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)，是否經(jīng)過了同意。
是否考慮到這種嵌合的想法會引起強(qiáng)烈的反應(yīng)。
是否會影響公眾對科學(xué)界的信任。
但不可否認(rèn)，從事相關(guān)領(lǐng)域研究的科學(xué)家們還是希望基于此為藥物測試、人體器官移植等起到推動作用。正如研究團(tuán)隊(duì)所言：
我們回答了異種嵌合細(xì)胞如何互作及發(fā)育程序差異如何調(diào)節(jié)等基礎(chǔ)科學(xué)問題，為解決異種嵌合效率低下等問題提供新的思路，對器官再生研究具有指導(dǎo)意義。
通訊作者之一 Juan Carlos Izpisua Belmonte 教授也表示：
我們的目標(biāo)不是制造任何怪物，我們也沒有這么做。
那么，對于異種嵌合，你怎么看？
引用來源：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00305-6?utm_source=EA
https://www.kmust.edu.cn/info/1098/19560.htm
https://www.zhihu.com/question/454895982
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2021/4/362005.shtm
https://mp.weixin.qq.com/s/Xz7nzWCQNbvFK6bPcjyezQ
https://www.sciencemag.org/news/2021/04/lab-grown-embryos-mix-human-and-monkey-cells-first-time
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