“人-猴胚胎”会培养出人类大脑么?理论上,这很难说
央广网北京4月21日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,最近国际顶级期刊《细胞》上发表了一项重磅研究:来自中国昆明理工大学和美国索尔克生物研究所的科学家,第一次制造出了存活率较高的“人-猴胚胎”。
人-猴嵌合体胚胎,红色为人体细胞(央广网发 昆明理工大学季维智摄)
“人-猴胚胎”,简单来说,就是将人扩展多能性干细胞注射进体外培养的食蟹猴胚胎中。这种含有不同物种来源细胞的胚胎,被称为“嵌合体胚胎”。科学界期望,让嵌合体动物“长出”人的器官,来解决器官移植的现实问题。
在这项实验中,人-猴嵌合体胚胎只培养到第20天,所有胚胎死亡,胚胎体外培养至此结束,避免了更大的伦理问题。
在2010年,日本科学家已经实现了大鼠-小鼠嵌合体,让小鼠长出了大鼠的胰腺。但是涉及到人的细胞与猴的胚胎嵌合,事情就变得更为敏感。公众能否接受未来在其它物种的身上长出人类所需的器官?即使是用来治病救人,伦理问题仍将是最大障碍。
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什么是嵌合胚胎?为何选食蟹猴?
嵌合胚胎,就是让不同物种来源的细胞在同一胚胎中存活。这次实验中,选择食蟹猴作为胚胎,相比之前的实验有何优势?
该研究文章的通讯作者之一、昆明理工大学灵长类转化医学研究院谭韬教授介绍,科学家很早就开始研究跨物种的嵌合体。在人-猴嵌合胚胎之前,还做过人-鼠嵌合体胚胎和人-猪嵌合体胚胎。
猴和人类有95%的基因组相似,并且早期胚胎发育也比较相似。相比之下,猪和鼠的胚胎形态、结构和早期器官的发育和人差距很大。选择近源物种——猴子的胚胎做实验,有助于排除因物种差异太大而影响胚胎发育的情况。
大猩猩或黑猩猩跟人更“接近”,为什么选择食蟹猴?这是因为对于它们的基本胚胎发育学以及早期胚胎发育的知识相对空缺。而对食蟹猴的研究已有30年的历史。食蟹猴体型较小,一年四季都可以取卵,在实验时间上没有限制。
谭韬教授表示,这个项目主要目的想用近源物种来研究异种嵌合,对以后的器官替代性治疗、器官再造以及临床应用具有积极意义。
值得注意的是,人-猴嵌合体胚胎并非基因的融合,只是人和猴子的细胞同时共存于食蟹猴的胚胎,并没有基因交流的过程。简单来说,胚胎是猴子的“房子”,猴子的细胞相当于“主人”,人的细胞相当于“客人”。
20天,自然死亡?还是实验要求?
人-猴嵌合体胚胎只培养到第20天,所有胚胎死亡。这是人为操作还是自然死亡?
谭韬教授表示,这次实验选择体外培养胚胎,方便“控制”细胞发育,减少所牵扯的伦理问题。目前,体外培养技术并不能让胚胎在体外长时间生长,这是一个国际难题。其次,20天以后,胚胎的神经系统开始发育。出于伦理考虑,科学家们在第20天时终止了实验。
理论上,如果这样的嵌合体胚胎发育完善,将会成为一个活的生物体。谭韬教授表示,这种实验是否需要继续开展或者是否要继续研究,还需我国以及国际上的科学家、伦理学家以及社会各界的讨论。
嵌合体发育方向可控吗?
人扩展多能性干细胞的功能强大。在实验过程中,可否严格控制人的细胞在嵌合体胚胎中的位置,防止发育成大脑、性器官等敏感部位?
谭韬教授表示,对于嵌合体的构建来说,这还是比较困难的。目前,没有特别完美的技术能够控制人的细胞在嵌合体胚胎中的分化方向。如果只是体外培养的细胞,可以通过加入一些化学分子、细胞因子、蛋白质等进行定向培育;但胚胎环境复杂,不确定胚胎环境下能孕育出什么,这也正是开展实验的主要原因之一。
未来,该团队的研究方向是寻找一些基本科学问题的答案,比如,“人-猴胚胎”如何发育,也可能借助基本的科学问题实现技术上的突破,如延长体外培养胚胎的时长等。
监制:白中华
记者:鹤佳
编辑:杨扬 毕利伟