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在一項新的研究中，來自中國多個研究機(jī)構(gòu)的研究人員報道了一只猴子的活產(chǎn)，這只猴子體內(nèi)含有大量來自猴子胚胎干細(xì)胞系的細(xì)胞。這只“嵌合體”猴子是由來自同一個猴子物種的兩個基因不同的胚胎的細(xì)胞組成。這一點之前之前在大鼠和小鼠身上得到證實，但是在此之前，還沒有在包括非人靈長類動物在內(nèi)的其他物種身上得到證實。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2023年11月9日的Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Live birth of chimeric monkey with high contribution from embryonic stem cells”。

論文共同通訊作者、中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員劉真（Zhen Liu）說，“這是該領(lǐng)域長期追求的目標(biāo)。這項新的研究不僅對了解包括人類在內(nèi)的其他靈長類動物的原始態(tài)多能性（naive pluripotency）有意義，而且對基因工程和物種保護(hù)也有相關(guān)的現(xiàn)實意義。具體來說，這項新研究可能幫助我們生成更精確的猴子模型，用于研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及其他生物醫(yī)學(xué)研究?！?/p>

這項新研究中使用的猴子是食蟹猴或長尾猴，是生物醫(yī)學(xué)研究中常見的靈長類動物。這些作者首先利用從七天大的囊胚中取出的細(xì)胞建立了九個胚胎干細(xì)胞系。然后，他們將這些胚胎干細(xì)胞系放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)，以增強(qiáng)它們分化成不同細(xì)胞類型的能力。

他們對這些胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了一系列不同的測試，以確認(rèn)它們具有多能性，即能夠分化成制造活體動物所需的所有細(xì)胞類型。這些胚胎干細(xì)胞還被標(biāo)記上綠色熒光蛋白標(biāo)簽，這樣他們就能確定在任何發(fā)育和存活的動物中，哪些組織是由這些胚胎干細(xì)胞生長出來的。最終，他們選擇了其中的一部分胚胎干細(xì)胞，將它們注入早期猴子桑椹胚（胚胎4至5天大）中。這些桑椹胚隨后被植入雌性猴子體內(nèi)，結(jié)果有12只雌性猴子懷孕，6只活產(chǎn)。

他們的分析證實一只活著出生的猴子和一個流產(chǎn)的胎兒基本上是嵌合的，它們?nèi)矶己杏膳咛ジ杉?xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞。這兩者的性別均為雄性。他們使用綠色熒光蛋白標(biāo)簽來確定哪些組織含有由植入的胚胎干細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞。他們還利用基因測序和其他測試來自確認(rèn)不同器官中存在胚胎干細(xì)胞衍生組織。

他們測試的含有胚胎干細(xì)胞衍生細(xì)胞的組織類型包括大腦、心臟、腎臟、肝臟和胃腸道。在這只活著出生的猴子體內(nèi)，植入的胚胎干細(xì)胞在不同組織類型中的貢獻(xiàn)率從21%到92%不等，在26種不同類型的組織中，平均貢獻(xiàn)率為67%。這個流產(chǎn)的猴子胎兒中相應(yīng)的貢獻(xiàn)率較低。在這只活著出生的猴子和這個流產(chǎn)的猴子胎兒中，他們還證實了睪丸和最終發(fā)育成精子的細(xì)胞中存在胚胎干細(xì)胞衍生細(xì)胞。

圖片來自Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.10.005。

論文共同通訊作者、中國科學(xué)院和華大基因研究院的Miguel Esteban說，“在這項新的研究中，我們提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明原始態(tài)猴子多能干細(xì)胞（胚胎干細(xì)胞）有能力在體內(nèi)分化成組成猴子身體的所有各種組織。這項研究加深了我們對多能干細(xì)胞在靈長類物種中的發(fā)育潛力的理解。”

論文共同通訊作者、中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員孫強(qiáng)（Qiang Sun）補(bǔ)充說，“這項新研究有助于我們更好地理解靈長類細(xì)胞的原始態(tài)多能性。在未來，我們將嘗試通過優(yōu)化這些干細(xì)胞的培養(yǎng)條件、植入這些干細(xì)胞的囊胚的培養(yǎng)條件或這兩者，來提高這種方法產(chǎn)生嵌合體猴子的效率。”

這些作者還計劃進(jìn)一步探索胚胎在宿主動物體內(nèi)存活的機(jī)制，他們認(rèn)為這將有助于提高嵌合體動物的產(chǎn)生效率。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

1. Jing Cao et al. Live Birth of Chimeric Monkey with High Contribution from Embryonic Stem Cells. Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.10.005.

2. First live birth of a chimeric monkey using embryonic stem cell lines
https://medicalxpress.com/news/2023-11-birth-chimeric-monkey-embryonic-stem.html

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