原文以Hybrid zoo: Introducing pig–human embryos and a rat–mouse為標題
發(fā)布在2017年1月26日的《自然》新聞上
原文作者：Sara Reardon
嵌合體或?qū)樵趧游矬w內(nèi)培養(yǎng)人類器官鋪路。
最近，研究者發(fā)表了首篇有關(guān)創(chuàng)造人-豬混合胚胎的同行評議論文，創(chuàng)造出這些嵌合體的團隊還在1月26日的《細胞》期刊上報告了有關(guān)小鼠-大鼠混合體和人-牛混合胚胎的結(jié)果。這種改造動物或可為研究人員提供測試藥物和理解人類早期發(fā)育的新模型。
要創(chuàng)造嵌合體，科學家一般會將一個物種的多能干細胞（可發(fā)育為任何器官的干細胞）注入另一個物種的早期胚胎內(nèi)。就理論而言，外源細胞應該會分化并在全身擴散，但實際上，要創(chuàng)造出可存活的混合胚胎并非易事。
為了克服這一困難，在美國索爾克生物研究所的發(fā)育生物學家Juan Carlos Izpisua Belmonte的領(lǐng)導下，一支研究團隊使用CRISPR基因編輯技術(shù)創(chuàng)造了沒有致使器官形成的基因的小鼠胚胎。然后，科學家向該小鼠胚胎注入了大鼠干細胞，再將所得胚胎移植進一只小鼠的子宮內(nèi)。
科學家創(chuàng)造出了既包含大鼠細胞、又包含小鼠細胞的胚胎。
Wu et al./Cell
由于大鼠細胞仍包含致使器官形成的基因，所得的嵌合體器官主要是由大鼠細胞組成的。這種嵌合體最長存活了兩年，在小鼠的正常壽命范圍內(nèi)。
之后，研究人員又試圖雜合兩種關(guān)系疏遠的物種：人和豬。研究團隊向1400多個豬胚胎注入了三種人誘導性多能干細胞中的一種：原始態(tài)多能干細胞，將會發(fā)育為組織的始發(fā)態(tài)多能干細胞和既非原始態(tài)細胞又非完全始發(fā)的“中間態(tài)”細胞。所有人類細胞都經(jīng)過改造，可產(chǎn)生綠色熒光蛋白，能從新創(chuàng)造出的嵌合體中被識別出來。
根據(jù)倫理規(guī)定，科學家們在人-豬嵌合體發(fā)育3-4周后銷毀了它們。被注入中間態(tài)干細胞的嵌合體包含的人類細胞比例最大，這表明此前的嘗試中使用的干細胞可能處于錯誤的發(fā)育狀態(tài)。
盡管如此，人-豬嵌合體中人類細胞所占比例最多也只有十萬分之一左右，論文共同作者、索爾克生物研究所生物學家吳軍說。
“我認為那是一篇非常重要而且極其振奮人心的論文，”以色列魏茨曼科學研究所的發(fā)育生物學家Jacob Hanna說。他表示，目前，研究人員想要了解的是嵌合體體內(nèi)的人類細胞是否具有正常的DNA結(jié)構(gòu)和基因表達。
但斯坦福大學的干細胞研究者中內(nèi)啟光表示，人-豬嵌合體包含的人類細胞數(shù)量很低，意味著這種混合體距離用于實用目的（如用作器官供體）仍有很長的路要走?！斑@是一次良好的嘗試，但結(jié)果在更大程度上是負面的，”他說。
中內(nèi)啟光的小組正在使用類似的方法創(chuàng)造人-羊嵌合體，部分原因是他認為羊胚胎或許比豬胚胎更易接受人類細胞。但吳軍表示，豬很可能是最佳的器官供體，因為豬的每窩產(chǎn)仔量大，生產(chǎn)器官的速度更快，而且豬器官的大小幾乎與人類器官一樣。
研究人員正在嘗試各種方法使豬成為人類器官供體，比如使用CRISPR方法讓可能在靈長動物體內(nèi)引起免疫反應的豬蛋白失活。Izpisua Belmonte說，嵌合體的優(yōu)勢在于，研究人員未來能使用病人自身的細胞創(chuàng)造人-豬嵌合體，嵌合體體內(nèi)生長的人類器官專門為該病人培育。?
Nature|doi:10.1038/nature.2017.21378
版權(quán)聲明：
聯(lián)系客服
