生命科學(xué)重大突破 克隆猴在中國誕生
2018-01-25 17:33:00 來源: 新華社

“中中”和“華華” 來源:科學(xué)網(wǎng)

新華社訊(記者陳芳、董瑞豐)用一把毫毛,變出千百個一模一樣的猴子——《西游記》里的神話正在成為現(xiàn)實??寺『铩爸兄小焙退拿妹谩叭A華”在中國誕生近兩個月!北京時間1月25日,它們的“故事”登上國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細胞》封面,這意味著中國科學(xué)家成功突破了現(xiàn)有技術(shù)無法克隆靈長類動物的世界難題。

在中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長類平臺,記者見到克隆猴“中中”和“華華”正在恒溫箱里嬉戲。姐姐比妹妹大10天,除了個頭略有差異,“姐妹”倆幾無分別。

“姐妹”倆的基因,來自同一個流產(chǎn)的雌性獼猴胎兒。科研人員提取了這個獼猴胎兒的部分體細胞,將其細胞核“植入”若干個“摘除”了細胞核的卵細胞,結(jié)果產(chǎn)生了基因完全相同的后代,這個過程也就是克隆。

“這是許多專家認(rèn)為不可能實現(xiàn)的重大技術(shù)突破?!眹H細胞治療學(xué)會主席約翰·拉斯科這樣點評中國科學(xué)家的成果,“利用聰明的化學(xué)方法和操作技巧,攻克了多年來導(dǎo)致克隆猴失敗的障礙。”

自1996年第一只克隆羊“多利”誕生以來,20多年間,各國科學(xué)家利用體細胞先后克隆了牛、鼠、貓、狗等動物,但一直沒有克服與人類最相近的非人靈長類動物克隆的難題??茖W(xué)家曾普遍認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)無法克隆靈長類動物。

中科院神經(jīng)科學(xué)研究所孫強團隊經(jīng)過5年努力,成功突破了世界生物學(xué)前沿的這個難題。利用該技術(shù),科研團隊未來可在一年時間內(nèi),培育出大批基因編輯和遺傳背景相同的模型猴。

“這是世界生命科學(xué)領(lǐng)域近年來的重大突破?!敝锌圃荷窠?jīng)所所長蒲慕明院士說,克隆猴的成功,將為阿爾茨海默癥、自閉癥等腦疾病以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的機理研究、干預(yù)、診治帶來前所未有的光明前景。

孫強說,這意味著中國將率先建立起可有效模擬人類疾病的動物模型,既能滿足腦疾病和腦高級認(rèn)知功能研究的迫切需要,又可廣泛應(yīng)用于新藥測試。

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“中中”和“華華”來了!世界首例體細胞克隆猴誕生記(來源:科學(xué)網(wǎng))

拔根汗毛,吹口氣,就能變出一大堆小猴子。如今,”齊天大圣“孫悟空的這項絕活,真的成為了現(xiàn)實。

最近,在中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長類研究平臺出生的兩個獼猴寶寶“萌”化了所有人,它們時而一起嬉笑打鬧,時而依偎著自己心愛的“Hello Kitty”毛絨玩具,時而瞪著大大的眼睛,好奇地望著這個世界。

這兩個小猴子的“父母”,是中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越中心研究團隊。經(jīng)過五年不懈努力,他們在國際上首次實現(xiàn)了非人靈長類動物的體細胞克隆。1月25日在線出版的《細胞》雜志以封面文章形式發(fā)表了這項成果。(論文鏈接)

這兩只名叫“中中”和“華華”的小家伙,也在一夜之間,成為世界上最珍貴的一對小獼猴。

克隆猴為何這么難?

自從1997年“多莉羊”體細胞克隆成功后,人類就打開了一扇新的窗戶。

20年間,許多哺乳類動物的體細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、貓等多種實驗動物。

然而,與人類最為相近的非人靈長類動物的體細胞克隆,卻一直沒有得到解決,成為世界性難題。美國、中國、德國、日本、新加坡和韓國等多家科研機構(gòu)在此方面進行不斷探索和嘗試,但始終未能成功。

“一個主要的限制因素,是供體細胞核在受體卵母細胞中的不完全重編程,導(dǎo)致胚胎發(fā)育率低?!蔽恼峦ㄓ嵶髡?、中科院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長類研究平臺主任孫強說,“另外,非人靈長類動物胚胎的操作技術(shù)不完善,這些都影響了實驗的成功?!?/p>

胚胎操作的一個必要步驟是給卵母細胞去核。但與其他動物不同的是,猴子的卵母細胞不透明,因此去核操作非常困難。

科研人員想出了使用偏振光的方式來給細胞“打光”,但為了盡可能減少對細胞的影響,操作必須在極短時間內(nèi)完成。

為此,文章第一作者、中科院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長類研究平臺博士后劉真花了大量的時間,去訓(xùn)練這項技術(shù),最終實現(xiàn)了在10秒內(nèi)精準(zhǔn)完成體細胞核移植的顯微操作。

同時,科研人員不斷嘗試各種實驗方法,通過表觀遺傳修飾促進體細胞核重編程,顯著提高了體細胞克隆胚胎的囊胚質(zhì)量和代孕猴的懷孕率。

2017年11月27日,世界上首個體細胞克隆猴“中中”在中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心非人靈長類平臺誕生; 12月5日,“中中”的妹妹“華華”也順利誕生。

真正有用的動物模型

體細胞克隆猴是在中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“腦功能聯(lián)結(jié)圖譜與類腦智能研究”的支持下,完全由中科院團隊獨立完成的國際重大突破。

“這個成果真正實現(xiàn)了生命科學(xué)領(lǐng)域的彎道超車,意義重大?!敝锌圃涸洪L白春禮評價稱,該成果標(biāo)志著中國率先開啟了以體細胞克隆猴作為實驗動物模型的新時代,實現(xiàn)了我國在非人靈長類研究領(lǐng)域由國際“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。

體細胞克隆猴的成功,為動物模型家族再添“新成員”。

當(dāng)前,藥物研發(fā)通用的動物模型是小鼠。但小鼠與人類相差甚遠,藥物研發(fā)人員在小鼠模型上花費了巨大資源,但篩選到的候選藥物用在病人身上,卻大都無效,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。

這讓非人靈長類動物模型成為生命科學(xué)研究和人類疾病研究的急需。

因此,除了基礎(chǔ)研究上的重大意義外,利用體細胞克隆技術(shù)制作腦疾病模型猴,為人類社會面臨的重大腦疾病的機理研究、干預(yù)、診治帶來了前所未有的光明前景。

“這項成果使獼猴有望成為真正有用的動物模型。”中科院院士、美國科學(xué)院院士、中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長、腦智卓越中心主任蒲慕明說。

白春禮也相信,體細胞克隆猴的成功,以及未來基于體細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,使我國率先發(fā)展出基于非人靈長類疾病動物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈,有力推動我國新藥創(chuàng)制與研發(fā),助力“健康中國2030”目標(biāo)實現(xiàn)。

倫理問題?不存在的!

兩只小猴子目前正在實驗室里健康活潑地生活著,但人們的疑問也隨之而來:克隆猴出來了,克隆人還會遠嗎?

對于這個公眾高度關(guān)切的問題,蒲慕明明確表示,中科院做這項工作的目的,不是為了克隆人,而是為了提高人類健康、研究腦科學(xué)基本問題服務(wù)的。

相反,這項工作還可能使一些倫理爭議得到化解。

目前,中國每年出口數(shù)萬只獼猴,主要用于藥物篩選。在蒲慕明看來,這么大批量的動物實驗,在倫理方面是有問題的?!拔覀冏鲞@項工作,就是要解決這一倫理問題?!?/p>

有了體細胞克隆猴技術(shù),人們就能使用體細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胞,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。

也就是說,中科院神經(jīng)科學(xué)研究所的這項技術(shù),讓人們在一年內(nèi)就能制備大批遺傳背景相同的模型猴,大大減少了個體差異對實驗的干擾。這樣,只要使用很少數(shù)量的克隆猴,就能夠完成很有效的篩選。

“任何科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是雙刃劍,既有可能帶來巨大的進步,也有可能造成一系列危機,核能、基因編輯都是典型的例子?!痹谄涯矫骺磥?,生命科學(xué)的倫理問題不僅僅是科學(xué)家需要注意的,更需要政府部門以及整個社會大眾共同參與,通過立規(guī)、立法等方式,來約束人們的行為,做出正確的決策。

“對新技術(shù),我們要重視,但不要害怕。”他最后補充說。

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