發(fā)布日期：2018-01-26
日前，中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越中心研究團(tuán)隊(duì)宣布取得最新重大突破，經(jīng)過(guò)五年攻關(guān)，該研究團(tuán)隊(duì)成功克隆出了兩只獼猴，這也是世界首例通過(guò)體細(xì)胞克隆技術(shù)誕生的靈長(zhǎng)類動(dòng)物，對(duì)于構(gòu)建非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型、研究人類疾病等具有重要意義。
目前，該重大科學(xué)成果已作為封面文章發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志上，《細(xì)胞》期刊主編評(píng)價(jià)：該成果是一項(xiàng)令人興奮的重要工作，這是全世界科學(xué)家花了二十年時(shí)間才達(dá)到的技術(shù)里程碑，它有潛力引發(fā)動(dòng)物研究的革命并幫助研發(fā)治療人類疾病的新方法。
據(jù)了解，兩只克隆猴分別誕生在2017年11月27日和12月5日，取名為”中中“和”華華“，它們誕生的關(guān)鍵是體細(xì)胞克隆技術(shù)，通俗地說(shuō)，就是將一個(gè)成年細(xì)胞的包含DNA的核植入卵細(xì)胞（已去核）中，將DNA重編程到胚胎狀態(tài)。
具體來(lái)講，研究團(tuán)隊(duì)以一個(gè)流產(chǎn)的雌性獼猴胎兒為材料，提取其中體細(xì)胞（非生殖細(xì)胞）的核，借助顯微注射技術(shù)將細(xì)胞核注入卵細(xì)胞中。由這一重組卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的獼猴，具備有與細(xì)胞核供體相同的遺傳特征。所以，“中中”、“華華”除個(gè)頭略有差異之外，長(zhǎng)相幾乎一模一樣，在成長(zhǎng)到六個(gè)月之后，”中中“和”華華“就會(huì)被送到猴群之中，觀察其在群體生活中的狀況。
“中中”和“華華”
1997年，首個(gè)體細(xì)胞核移植克隆動(dòng)物”多莉“羊出生，隨后的20多年間，許多哺乳類動(dòng)物的體細(xì)胞克隆相繼獲得成功，不僅誕生出馬、牛、羊、豬和駱駝等大型家畜，還誕生了小鼠、大鼠、兔、貓等多種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，但與人類最為相近的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞克隆的難題一直沒(méi)有得到解決，成為世界性難題。
克隆羊多莉
在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)、日本、新加坡和韓國(guó)等多家科研機(jī)構(gòu)在此方面進(jìn)行不斷探索和嘗試，但始終未能成功，不過(guò)，值得一提的是，1999年，俄勒岡國(guó)立靈長(zhǎng)類研究中心Gerald Schatten教授成功地用胚胎分裂的方式克隆出一只恒河猴，但由于并未運(yùn)用體細(xì)胞核移植技術(shù)，所以并未引起廣泛關(guān)注。除此之外，俄勒岡美國(guó)國(guó)家靈長(zhǎng)類中心Shoukhrat Mitalipov教授、匹茲堡大學(xué)Calvin Simerly等人也嘗試用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物，均未成功。
非人靈長(zhǎng)類體細(xì)胞克隆歷史，圖片來(lái)源：孫強(qiáng)
那么，非人靈長(zhǎng)類核移植究竟難在哪里？
“主要難在三個(gè)方面，以獼猴為例：一是猴細(xì)胞核不透明，不易識(shí)別，去核難度大；二是猴的卵母細(xì)胞容易提前激活，操作稍一不小心，卵母細(xì)胞就可能被激活，然后它就會(huì)先開(kāi)始自主卵裂，體細(xì)胞就跟不上了，最后導(dǎo)致這個(gè)卵無(wú)法發(fā)育；三是猴的體細(xì)胞克隆胚胎發(fā)育差，培養(yǎng)囊胚效率低，優(yōu)質(zhì)囊胚比例低。”中科院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長(zhǎng)類研究平臺(tái)主任孫強(qiáng)表示。
沒(méi)有克隆猴，就很難建立模擬人類疾病的動(dòng)物模型，當(dāng)前，藥物研發(fā)通用的動(dòng)物模型是小鼠。但小鼠與人類相差甚遠(yuǎn)，藥物研發(fā)人員在小鼠模型上花費(fèi)了巨大資源，但篩選到的候選藥物用在病人身上，卻大都無(wú)效，或有不可接受的副作用，這使得諸如阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病，以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病等不能得到有效治療，因此，非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型成為生命科學(xué)研究和人類疾病研究的急需。
為此，中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)所在蒲慕明院士的帶領(lǐng)下，孫強(qiáng)研究員率領(lǐng)以博士后劉真為主的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)五年的不懈努力，成功地突破了這個(gè)生物學(xué)前沿的難題。
為了盡可能減少對(duì)細(xì)胞的影響，研究人員想出了使用偏振光的方式來(lái)給細(xì)胞”打光“，操作必須在極短時(shí)間內(nèi)完成，劉真博士在這上面花了大量的時(shí)間去訓(xùn)練這項(xiàng)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了在10秒內(nèi)精準(zhǔn)完成體細(xì)胞核移植的顯微操作。
此外，研究人員還不斷嘗試各種實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)表觀遺傳修飾促進(jìn)體細(xì)胞核重編程，顯著提高了體細(xì)胞克隆胚胎的囊胚質(zhì)量和代孕猴的懷孕率。
克隆猴的簡(jiǎn)易流程圖，圖片來(lái)自cell
中科院院長(zhǎng)白春禮表示：“該研究成果真正實(shí)現(xiàn)了生命科學(xué)領(lǐng)域的彎道超車，意義非凡。”
據(jù)了解，”中中“和”華華“的成功誕生一個(gè)很重要的意義在于之后能在一年內(nèi)產(chǎn)生大批遺傳背景相同的模型猴，通過(guò)使用體細(xì)胞在體外有效地做基因編輯，準(zhǔn)確地篩選基因型相同的體細(xì)胞，然后用核移植方法產(chǎn)生基因型完全相同的大批胚胎，用母猴載體懷孕出生一批基因編輯和遺傳背景相同的猴群，這是制作腦科學(xué)研究和人類疾病動(dòng)物模型的關(guān)鍵技術(shù)，必將極大促進(jìn)生命科學(xué)基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)發(fā)展研究。
同時(shí)，未來(lái)基于體細(xì)胞克隆猴的疾病模型的創(chuàng)建，將有效縮短藥物研發(fā)周期，提高藥物研發(fā)成功率，促進(jìn)針對(duì)阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病，以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發(fā)進(jìn)程，推動(dòng)我國(guó)率先發(fā)展出基于非人靈長(zhǎng)類疾病動(dòng)物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈。
克隆猴的誕生在帶來(lái)重大研究意義的同時(shí)也帶來(lái)了倫理的質(zhì)疑，有人提出：克隆猴都出來(lái)了，克隆人還會(huì)遠(yuǎn)嗎？
中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)蒲慕明對(duì)此明確表示：“做克隆猴的目的完全是為了建立動(dòng)物模式來(lái)幫助理解人的大腦，治療人的各種疾病，不僅沒(méi)有必要進(jìn)行克隆人的研究，而社會(huì)的倫理道德也不允許克隆人。
他還強(qiáng)調(diào)：“任何科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是雙刃劍，既有可能帶來(lái)巨大的進(jìn)步，也有可能造成一系列危機(jī)，核能、基因編輯都是典型的例子。生命科學(xué)的倫理問(wèn)題不僅僅是科學(xué)家需要注意的，更需要政府部門(mén)以及整個(gè)社會(huì)大眾共同參與，通過(guò)立規(guī)、立法等方式，來(lái)約束人們的行為，做出正確的決策。”
來(lái)源：醫(yī)谷
