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人體器官短缺使研究人員將目光轉(zhuǎn)向畜牧養(yǎng)殖動物。幾家生物公司都在對豬進行基因工程改造，使豬的器官更適合人體。

另外一些科學家則在尋求另外一種不同的解決方案——直接在豬、綿羊或其他動物身上“種”人體器官，然后“收獲”這些器官進行移植。

這想法有點讓人無法接受，還有一些倫理上的擔憂。

但是現(xiàn)在已經(jīng)有一些研究小組正在攻關(guān)：讓一個物種的干細胞在另一個物種的胚胎中茁壯成長。

上個月，美國的一個研究小組就在一份預(yù)印文章中報道說，他們已經(jīng)在猴子的胚胎中培育出了猩猩的干細胞。日本也頒布的寬松的法規(guī)，鼓勵研究人員提高人類細胞在嚙齒動物和豬胚胎發(fā)育過程中的存活率。

凱瑟西儲大學的生物倫理學家Insoo Hyun說，工作將會負責任地進行，像黑猩猩-猴嵌合體這樣的努力代表著“小步前進和逐漸收集數(shù)據(jù)，”他說。“我認為這是一個明智的做法。”

研究人員設(shè)想，將人的細胞重編程為原始的發(fā)育狀態(tài)，并將這些誘導(dǎo)多能干（IPS）細胞注射到另一個物種的胚胎中，然后再將胚胎移植到一個代孕體的子宮中，讓它們發(fā)育成器官供體。

IPS細胞可以來自等待移植的患者，或者更快、更低成本地提前來自其他捐贈者器官細胞，后者只需匹配關(guān)鍵的免疫信號蛋白以防排斥反應(yīng)。

到目前為止，科學家們已經(jīng)在嚙齒動物身上進行了模擬。2010年，東京大學的干細胞生物學家Hiromitsu Nakauchi和他的研究小組報告了在無法形成胰腺的小鼠身上長出了大鼠胰腺。2017年，Nakauchi課題組通過了用大鼠“生產(chǎn)”的小鼠胰腺移植治療小鼠糖尿病。

然而，嚙齒動物的成功并沒有很好的復(fù)制到大型動物身上。

2017年，加州Salk研究所的細胞生物學家Jun Wu團隊報道，當他們向豬胚胎注入人類IPS細胞并將胚胎植入母豬體內(nèi)時，所產(chǎn)生的胚胎大約有一半發(fā)育遲緩、生長緩慢。

那時起，Wu博士開始在實驗室培養(yǎng)皿中研究人類干細胞如何與其他動物的干細胞（非人類靈長動物、大鼠、小鼠、綿羊和奶牛）相互作用。他發(fā)現(xiàn)了“一個非常令人興奮的現(xiàn)象：不同物種細胞之間存在競爭。與我們的遠親動物相比，人類細胞往往會優(yōu)先死亡，我們正在試圖理解這種機制，我想很快就會有答案了。”

可惜競爭并不是唯一的問題。靈長類IPS細胞比嚙齒動物干細胞更“先進”，它們在嵌合胚胎中也無法存活。Nakauchi說，為了幫助靈長類動物IPS細胞茁壯成長，他與他的斯坦福大學團隊人工增加了一個防止細胞死亡的基因。上個月，他們測試了經(jīng)過人工改造的細胞在其關(guān)系親密的靈長類動物胚胎中的發(fā)育情況。

為了避免引起倫理關(guān)注，研究小組決定不使用人類IPS細胞。因為，如果一個含有人類細胞的非人類靈長類胚胎被植入代孕體并準許發(fā)育，那么就會有許多人類細胞存活和增殖，結(jié)果將導(dǎo)致一個前所未有的靈長動物嵌合體。“人們擔心人類和動物之間的界限可能會變得模糊，”京都大學的生物倫理學家Misao Fujita說。他最近做過一項調(diào)查，受訪者們表示特別擔心這些動物的智力可能會提高或攜帶人類精子和卵細胞。

因此，Nakauchi的研究小組將修飾的黑猩猩（人類近親）IPS細胞注入獼猴胚胎，他們發(fā)現(xiàn)，與未經(jīng)修飾的黑猩猩IPS細胞相比，有了促進生存的基因加持，細胞在注入后第五天、猴胚胎發(fā)育第二天仍持續(xù)存在。Nakauchi說，很難讓它們在體外存活超過一周，但他的團隊計劃“在不久的將來”將嵌合體植入雌性獼猴子宮，從而讓嵌合體進一步生長。

Nakauchi還向日本政府提交了建議，將生存基因注入人類干細胞，然后注入缺乏胰腺發(fā)育關(guān)鍵基因的小鼠、大鼠和豬胚胎，而不是非人類靈長類動物。研究人員希望，就像早期的嚙齒動物實驗一樣，人類細胞可以在這些動物胚胎中形成缺失的胰腺。研究小組還想將胚胎植入代孕動物體內(nèi)，在它們足月前取出來進行研究。今年3月，日本徹底取消了“禁止培養(yǎng)人畜嵌合體超過14天或?qū)⑵浞湃胱訉m”的禁令，這項提議是對日本新法律準則的初步檢驗。

其他研究小組也在打造適合嵌合體干細胞的不同配方。1月，耶魯大學和Axion研究基金會的一個研究小組描述了用促進基因表達的化學物質(zhì)培養(yǎng)猴子IPS細胞，從而讓它們在嵌合體胚胎中容易存活。4月，耶魯大學的干細胞生物學家Alejandro De Los Angeles報道說，這項技術(shù)也能促進人類IPS細胞的類似基因表達變化，他現(xiàn)在正在考慮測試這些細胞在小鼠或其他非人類胚胎中的存活情況。

不同于日本，工作在美國面臨阻礙。2015年，NIH凍結(jié)了涉及將人類多能干細胞放入非人類脊椎動物早期胚胎研究的撥款申請審查。之后，一些研究人員提出抗議，2016年，NIH取消了全面禁令，但仍保留了將人類干細胞插入早期非人類靈長類胚胎的資助禁令。NIH的一位發(fā)言人稱，這項提議“仍有待考量”。

由于種種原因嵌合體研究進展緩慢，于是一些支持者預(yù)測“異種移植”（如改良的豬器官移植）將在臨床應(yīng)用中勝出。Wu說：“現(xiàn)在是異種移植的黃金時代，我們（嵌合體研究）已經(jīng)落后了，不過我們的目標是創(chuàng)造出與人類接受者更好匹配的器官，干細胞和胚胎能使我們縮小物種分化。”

兩個器官移植路線，你更傾向贊同哪一種呢？