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世界生命科学重大突破 两只体细胞克隆猴宝宝在中国诞生
发布时间:2018-01-29 06:15:02 星期一   都市快报

《西游记》第二回说:“悟空见他凶猛,即使身外身法,拔一把毫毛,丢在口中嚼碎,望空中喷去,叫一声‘变’,即变做三二百个小猴,周围攒簇。”

吴承恩将孙悟空毫毛变出的小悟空叫做“假身”。《西游记》成书数百年后,真的有两个大师兄的“假身”,用克隆方法变出来了。这是两个“妹子猕猴”,已两个月大了。

它们25日成为国际权威学术期刊《细胞》的封面故事。

24日下午,中科院神经科学研究所研究员孙强团队在北京宣布,5年努力,突破了体细胞克隆猴的世界难题,成功培育出世界首个体细胞克隆猴。

这标志着中国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。

中中和华华

猕猴宝宝两姐妹

在恒温箱里玩着呢

这猕猴两姐妹诞生于中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台,姐姐叫做“中中”,去年11月27日诞生,她是世界上首个体细胞克隆猴。去年12月5日,“华华”诞生,她是第二个,比姐姐小10天。

目前两姐妹的各项身体指标均很正常,发育状态良好。

新华社记者在非人灵长类平台见到“中中”和“华华”,它们正在恒温箱里嬉戏。两姐妹长得几无分别,就是个头略有差异。

这个研究设计了两组实验:

一组利用猕猴胎儿的体细胞作为细胞核的来源,共向21只代孕母猴移植79个克隆胚胎,其中6只成功怀孕,最终生下“中中”和“华华”;

另一组利用成年猴子的卵丘细胞作为细胞核来源,共向42只代孕母猴移植181个克隆胚胎,其中22只成功怀孕,也有两只猴子出生,但存活短暂。

项目源于浙江乌镇

两姐妹都是“正宗克隆猴”

2012年,在浙江乌镇举行的非人灵长类研究小型专题研讨会上,中科院神经所所长蒲慕明院士提出,神经所要开展猴体细胞克隆的工作,并认为这是解决上述问题的唯一可行道路。

孙强率领以博士后刘真为主的团队,就这样开启了研究。

努力了5年,终于成功突破了克隆猴这个世界生物学前沿的难题。通过DNA指纹鉴定,“中中”和“华华”的核基因组信息与供体体细胞完全一致,证明两姐妹都是正宗的克隆猴。

此事有多难

这个重大技术突破 曾被认为不可能实现

动物克隆暴得大名,是20多年前的事了,最出名的是多莉羊。

多莉羊是英国爱丁堡罗斯林研究所生物学家伊恩·维尔穆特领导的一个科研小组,在1996年7月5日克隆出的一只小母羊。第二年初英国《自然》杂志报道以后,震惊世界。美国权威学术期刊《科学》将此评为1997年世界十大科技进步的第一项。

此后20多年,各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,但一直没有克服与人类最相近的非人灵长类动物克隆的难题。科学家曾普遍认为现有技术无法克隆灵长类动物。

《科学》2003年发表美国匹兹堡大学医学院研究人员的论文说,用现有技术克隆灵长类动物“是行不通的”。

最接近成功的一次是,美国俄勒冈灵长类研究中心的著名科学家米塔利波夫率领团队,2010年成功移植了克隆猴胚胎,但胚胎发育至81天,流产了。

国际细胞治疗协会主席约翰·拉斯科如此点评这对猕猴姐妹:“相似的技术20年前曾经用来制备多莉羊,但是这一次来自上海的科学家利用聪明的化学方法和操作技巧,攻克了多年来导致克隆猴失败的障碍。这是许多专家一直认为不可能实现的重大技术突破。”

猴姐妹是“第一批用体细胞克隆技术培育的灵长类动物”。美国科学家在1999年已“利用胚胎分裂方法”克隆出了猴子“泰特拉”。

所以说到“被克隆的灵长类动物”,“泰特拉”是第一名。

克隆猴有三难:去核难,激活把握难,保胎难

孙强说,克隆猴主要有三个难点。

难题之一,是细胞核不易识别,“去核”难度大。

作为受体的卵细胞,必须先把细胞核“摘除”,才能容纳体细胞的细胞核这个“外来户”。但是,猴的卵细胞核去核难度非常大。孙强团队中,博士后刘真是“去核”的主要操作者。借助显微设备,刘真苦练技术几年,在最短时间内、用最小损耗完成“去核”工作,为后续克隆奠定重要基础。据报道,刘真平均10秒就能取出一个核。

难题之二,是卵细胞容易提前激活。

克隆过程中,体细胞的细胞核进入卵细胞时,需先“唤醒”卵细胞,然后才启动一系列发育“程序”。因此,“唤醒”的时机要求非常精准。使用传统方式,猴的卵细胞很容易被提前“唤醒”,往往导致克隆“程序”无法正常启动。

难题之三,是体细胞克隆胚胎的发育效率低。

被转移到卵细胞里的细胞核,突然要扮演受精卵的角色,“赶鸭子上架”很不适应,需要科学家采取多种手段“保驾护航”。如果“保驾”不力,绝大多数克隆胚胎都难以正常发育,往往胎死腹中。

克隆猴有什么用?

比小鼠更像人类

比普通猴更优质快捷

克隆猴的诞生意味着什么?

“意味着中国将率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型。”孙强说。

传统医药实验大量采用小鼠,很大程度上是因为鼠类可通过快速近亲繁殖,培育出大量非常相似的小鼠。

但由于小鼠和人类相差太远,针对小鼠研发的药物在人体检测时大都无效或有副作用。据了解,这是目前绝大多数脑疾病研究无法取得突破的一个主要原因。

以往用普通的猴子做实验动物模型,也存在两个劣势。

“一是猴子的繁殖力低,传代时间长。一个猴子的怀孕周期是160天,从一个小猴子出生到性成熟可以怀孕生育,至少要等4年到6年时间。二是遗传背景复杂。因为猴子的父亲母亲都不一样,其基因来源不一样,遗传背景就不一样,这样个体差异大,对实验干扰就会比较大。”孙强说。就是“实验组”和“对照组”的说服力就不够强。

所以各国科研人员都在想办法攻克克隆猴的难题。

“通过体细胞克隆技术,模型猴制备时间缩短到一年内,复杂和精准的基因编辑可以在体外培养的细胞进行。”中科院神经所所长蒲慕明院士说。

这既能满足脑疾病和脑高级认知功能研究的迫切需要,又可广泛应用于新药测试。

帮助研究疾病、研制新药

以及脑科学的前沿研究

蒲慕明说,克隆猴的成功,将为脑疾病、免疫缺陷、肿瘤、代谢等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。“这是世界生命科学领域近年来的重大突破。”他说,将为阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。

体细胞克隆猴的应用前景很广阔。

美国的杰克森实验室建立于1929年,是世界上最大的模式动物研发基地和销售公司,为国际生物医学界培养并出售7000多种基因编辑小鼠品系。

“等这项技术成熟后,未来,我国也可建成以非人灵长类为模型的主要研发基地和产业链。”蒲慕明说:“面向国家重大需求,脑疾病模型猴的制作也将为脑疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。”

2013年,欧盟和美国宣布了自己的“人脑工程”和“脑计划”,日本第二年也跟进。中国克隆猴的成功在脑科学上意义重大。蒲慕明说:“以我国科学家为主导的灵长类全脑图谱计划的实施和灵长类脑科学的前沿研究,将进一步使我国成为世界脑科学人才的汇聚高地。”

会不会克隆人?

新华社:猴毛撒得出还要收得回

这项成果还是引发许多人思考,克隆人会是下一步吗?

“克隆非人灵长类动物的唯一目的是服务人类健康,但科研人员不考虑对人类进行相关研究。”领导这项工作的中国研究人员说。

克隆人在世界上普遍遭到反对。

英国发育遗传学家洛弗尔-巴奇说,克隆猴并不是克隆人的“垫脚石”,克隆人依然将是“一个非常愚蠢的尝试”,“效率太低、太不安全且毫无意义”。他说:“克隆出的个体也许在基因方面是相同的,但我们远不只是基因的产物。”

新华社以《这把“猴毛”撒得出还要收得回》为题评论说,神话可以天马行空,科学必须恪守伦理。孙悟空的毫毛想变就变,克隆技术的应用则必须戴上金箍。这个金箍就是伦理。

来源:都市快报    作者:    编辑:邹卓琪
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