世界首例!中国科学家培育出两组DNA猴子嵌合体

2023-11-15 10:24:26 字數 2472 閱讀 9892

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猴子的细胞被注入一种绿色荧光蛋白,这样研究人员就能确定哪些组织是从干细胞中生长出来的。

中国科学家培育出具有两组dna的猴子嵌合体,他们说这项实验工作最终将有利于医学研究和濒危物种的保护。

这只猴子在被安乐死前只活了10天,它是通过将食蟹猴(也被称为食蟹猴或长尾猕猴,一种用于生物医学研究的灵长类动物)的干细胞与来自同一猴子物种的基因不同的胚胎结合而成的。研究人员说,这是世界上首例用干细胞创造的灵长类嵌合体的活产。

上周四发表在科学杂志《细胞》(cell)上的一份详细介绍这项研究的概念验证研究报告称,值得注意的是,这只猴子“基本上是嵌合的”,它全身的干细胞中含有不同但相对较高比例的细胞。

令人鼓舞的是,我们的活猴嵌合体对大脑有很大的贡献(干细胞),这表明这种方法确实对神经退行性疾病的建模很有价值,”研究报告的合著者miguel esteban说,他是中国科学院广州生物医学与健康研究所的首席研究员,也是中国基因公司华大基因的非营利性分支机构华大基因杭州研究中心的研究员。

他补充说:“如果能在两种非人类灵长类动物(其中一种濒临灭绝)之间实现猴子嵌合体,对物种保护也有潜在的巨大价值。”“如果有来自濒危物种的供体细胞对生殖系的贡献,我们可以设想通过繁殖可以生产出这些物种的动物。”

嵌合体的研究历史

嵌合体”一词起源于希腊神话**现的巨大的杂交生物,但嵌合体小鼠最早是在20世纪60年代被创造出来的,并被广泛用于生物医学研究。

嵌合实验室小鼠使科学家能够追踪正常细胞如何与基因改变或突变的细胞相互作用,这对理解生物过程和疾病很有用。但科学家们说,在老鼠身上进行的研究存在局限性,因此在猴子身上进行的研究是值得的。

老鼠不会复制人类疾病的许多方面,因为它们的生理机能与我们的太不一样了。相比之下,人类和猴子在进化上是接近的,所以人类的疾病可以更忠实地在猴子身上建模,”中国科学院的资深研究作者刘震说。

更有争议的是人-动物嵌合体,它包含一些人类细胞和一些来自其他物种的细胞。科学家们已经创造出了部分人类的老鼠胚胎,在2023年,科学家们报告说他们已经培育出了人猴嵌合胚胎。

科学家们希望有一天,部分人类嵌合体可以帮助满足器官移植的需求。今年9月,研究人员报告称,他们在猪胚胎中培育出了大部分含有人类细胞的肾脏。

刘在新闻发布会上说,试图在早期胚胎发育阶段之外制造猴-人嵌合体将越过伦理红线。

制造猴子嵌合体

该团队利用从7天大的猴子胚胎中取出的细胞培养了9个干细胞系。研究人员使这些细胞具有多能性,使它们能够组织成创造活体动物所需的所有不同类型的细胞。

然后,他们选择了一个细胞子集,将其注射到来自同一种猴子的基因不同的4到5天大的胚胎中。这些细胞还被注入了一种绿色荧光蛋白,这样研究人员就能确定哪些组织是从干细胞中生长出来的。

这些胚胎被植入雌性猴子体内,结果有12只怀孕,6只活产。根据这项研究,其中一只出生的猴子和一个流产的胎儿是“实质上的嵌合”,它们的全身都含有从干细胞中生长出来的细胞。

德克萨斯大学西南医学中心分子生物学副教授吴军说:“这是一项重要的研究,但我不认为这是一个突破,因为产生的嵌合体是不可存活的。”

他补充说,该团队还未能证明用于产生嵌合体的干细胞是可遗传给后代的——这是为医学研究产生猴子疾病模型所必需的。吴没有参与这项研究,但一直从事人与动物嵌合体的研究。

根据这项研究,猴子组织中干细胞的比例从21%到92%不等,在测试的26种不同类型的组织中,干细胞的平均比例为67%。脑组织中的比例尤其高。

这是一篇非常好的重要**,以色列魏茨曼科学研究所(weizmann institute of science)干细胞生物学和胚胎学教授雅各布·汉纳(jacob hanna)说,他没有参与这项研究。

汉纳补充说:“这项研究可能有助于更容易、更好地制造突变猴子,就像生物学家多年来对老鼠所做的那样。”“当然,研究(非人类灵长类动物)要慢得多,难度也大得多,但这很重要。”

对猴子进行医学研究的伦理问题

由于对动物福利的伦理考虑,在科学研究中使用猴子是一个有争议的问题。该团队表示,他们遵守了中国法律以及有关在科学研究中使用非人类灵长类动物的国际准则。

英国皇家防止虐待动物协会(royal society for the prevention of cruelty to animals)动物科学负责人彭妮·霍金斯(penny hawkins)表示,她“对这些技术应用于有知觉的动物身上给动物带来的内在痛苦和浪费深感担忧。”

她指出,有40只雌性猕猴植入了胚胎,其中只有12只成功怀孕。其中6例成功产下婴儿,但只有1例具有理想的基因组成。10天后,由于呼吸衰竭和体温过低,兽医对它实施了安乐死。

根据美国国家科学院、工程院和医学院五月份发布的一份报告,在美国,对非人类灵长类动物的研究占所有用于科学研究的动物的0.5%。

该小组发现,由于猴子与人相似,涉及猴子的研究对挽救生命的医学进步至关重要,包括研制针对covid-19的疫苗。该报告还得出结论,非人类灵长类动物的短缺对公共卫生和***所必需的研究产生了负面影响。

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