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重磅!世界上首例体细胞克隆猴在中国诞生

时间:2018-01-26 点击:496次 来源:

 2018年1月25日/生物谷BIOON/---克隆羊多莉(Dolly)诞生于1996年7月5日,1997年首次向公众披露。它被美国《科学》杂志评为1997年世界十大科技进步的第一项,也是当年最引人注目的国际新闻之一。在培育多莉羊的过程中,科学家们采用体细胞克隆技术,这种技术也称作体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)。SCNT是动物细胞工程技术的一种常用技术手段,涉及将供者体细胞核移入去核的卵母细胞中,使后者不经过精子穿透等有性过程(即无性繁殖)就可被激活、分裂并发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体。

继克隆羊多莉出现后,科学家们先后克隆出狗、猪、猫和牛等20多种其他的动物物种。克隆,这个以前仅在科学研究领域出现的术语变得广为人知。但是在此之前,人们还不能够克隆出活的灵长类动物。

如今,在一项新的研究中,来自中国上海的研究人员在世界上率先利用一种经过改进的SCNT技术克隆出第一批非人灵长类动物---食蟹猴(Macaca fascicularis)。他们希望利用这种改进的技术培育出遗传上相同的灵长类动物群体,以便提供更好的癌症等人类疾病的动物模型。这种技术也可能与CRISPR-Cas9等基因编辑工具组合使用,以便培育出经过基因改造的帕金森病等人类疾病的灵长类动物大脑模型。相关研究结果于2018年1月24日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer”。

被称作“中中”的克隆猴。图片来自Qiang Sun和Mu-ming Poo, CAS。
 
在中科院上海神经科学研究所研究脑部疾病的神经科学家熊志奇(Xiong Zhi-Qi)说:“这篇论文确实标志着生物医学研究新时代的开始。他没有参与这个克隆项目。

但是,这一成就也可能引起科学家和公众对这种技术可能被用来制造克隆人的担忧。论文共同作者、中科院上海神经科学研究所蒲慕明(Mu-Ming Poo)说:“从技术上来说,克隆人类是没有障碍的。”但是,蒲所长说,中科院上海神经科学研究所的研究课题组仅对克隆非人类灵长类动物感兴趣,“我们想要产生遗传上相同的猴子。这是我们的唯一目的。”

尽管已多次尝试过使用这种标准的体细胞克隆技术,但是克隆灵长类动物仍然是非常棘手的。在这项新的研究中,中科院上海神经科学研究所研究员孙强(Sun Qiang)教授、博士后刘真(Liu Zhen)将其他研究团队开发的几种技术结合在一起来优化这种体细胞克隆技术。一种技巧就是将当胚胎细胞转化为特化细胞时DNA发生的化学修饰进行移除。再者,这些研究人员通过使用来自胎儿细胞而不是来自活体后代细胞的DNA而取得更多的成功。

通过使用猴子胎儿细胞,他们创造出109个克隆胚胎,并且将其中的将近四分之三的克隆胚胎植入到21只代孕猴中。这导致6只代孕猴怀孕。在出生后,两只食蟹猴(Macaca fascicularis)存活下来:如今八周龄的“中中(Zhong Zhong)”和如今六周龄的“华华(Hua Hua)”。蒲所长说,这两只食蟹猴目前看起来比较健康。该研究所目前正在等待另外六只克隆猴子诞生。

美国俄勒冈健康与科学大学克隆专家Shoukhrat Mitalipov(未参与这项克隆研究)说,应该祝贺中国课题组。Mitalipov估计在2000年代,他用了超过15000个猴子卵子。他说,“我知道这是多么地艰难”。虽然他当时能够利用克隆的人类和猴子胚胎产生干细胞系,但他的团队从未成功地让怀孕的代孕猴活产。

作为研究人类疾病的模型,克隆动物要比非克隆动物提供了一些显著的优势。美国沙克生物研究所计算神经生物学家Terry Sejnowski(未参与这项研究)说,在利用非克隆动物开展的实验中,很难判断试验组和对照组之间的差异是否是由治疗或遗传变异引起的。他说:“通过利用克隆动物开展研究会极大地减少遗传背景的差异,因此将需要更少的动物。”

帕金森病研究

Sejnowski还说,灵长类动物的大脑是研究人类精神障碍和退行性疾病的最佳模型。蒲所长说,鉴于在大多数国家,灵长类动物研究已在减少,这种克隆猴子的能力可能会让灵长类动物研究再次兴起。他说,当前利用数百只猴子开展的帕金森病实验可能仅需10只克隆猴子就可完成。

中科院上海神经科学研究所神经科学家Chang Hung-Chun也表示,灵长类动物克隆技术将很快与基因编辑工具相结合,以便在灵长类动物的大脑中研究人类遗传疾病。Chang说,基因编辑已被用于产生猴子胚胎,然而,一些细胞有可能没有被编辑,从而影响实验结果。

在克隆时,供者细胞能够先接受基因编辑,随后将它们注入到卵子中。蒲所长预计,体内细胞已经过基因编辑的用作研究昼夜节律紊乱和帕金森病的动物模型的克隆猴子将会在未来的一年之内诞生。

受到灵长类动物研究前景的鼓舞,上海市正在为构建一个国际灵长类动物研究中心筹划重大资金资助,最终消息预计会在未来几个月内正式公布。该中心将为全球的科学家们培育克隆动物。蒲所长说,“它将是灵长类动物神经生物学领域的CERN(编者注:CERN指的是欧洲核子研究组织,是世界上最大型的粒子物理学实验室)。”他说,制药公司已迫切希望利用克隆猴子测试药物。 

虽然大多数生殖生物学家由于伦理考虑不太可能考虑利用这种技术来克隆人类,但是Mitalipov担心,私人诊所可能会有这样的企图。

中国制定了禁止生殖性克隆(reproductive cloning)的指导方针,但还没有针对此制定出严格的法律。其他一些国家,特别是美国,根本没有禁止生殖性克隆。蒲所长说:“如今,仅监管机构能够加以阻止。社会必须更加重视这一点。”
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