人猴嵌合胚胎重大突破,下一步人造心脏肾脏?

　　人类干细胞研究又向前推进一步。

　　4月15日一篇发表在权威期刊《细胞》(Cell)杂志上的论文引起科学界轰动，这篇题为“体外人扩展多能干细胞对猴胚胎的嵌合作用”(Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo )的论文，阐述了研究团队将人类干细胞首次注射到非人灵长类动物食蟹猴的胚胎中，人类细胞占比达到预期。人-猴嵌合胚胎存活了近20天。

　　嵌合胚胎，就是让不同物种来源的细胞，在同一个胚胎中存活。《科学》杂志认为，通过将人类干细胞引入其他动物的胚胎中，人们有朝一日能制造出新的心脏和肾脏，拯救需要接受移植的患者。

　　“这类胚胎中嵌合基因技术的研究，可以将人的一些特定的基因植入动物的胚胎基因中，从而为药品、疫苗、试剂等研发提供体外模型，对疾病的研究具有积极意义。”上海市器官移植重点实验室主任、复旦大学附属中山医院副院长朱同玉对第一财经记者表示。

　　但伦理方面的挑战也伴随科学技术的突破而来。这项开创性的研究在引起科学界高度关注的同时，也受到来自公众与学界的争议。

　　这项研究由昆明理工大学灵长类转化医学研究院和省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室季维智院士团队，谭韬、牛昱宇、代绍兴课题组与美国索尔克生物研究所胡安·卡洛斯·伊斯皮瓦·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisa Belmonte) 和得克萨斯大学西南医学中心吴军等合作完成。

　　在这项最新的研究中，研究人员将食蟹猴的受精卵进行体外培养，并在受精后的第6天，向132个食蟹猴囊胚注射了25个人类扩展多能干细胞。注入了人干细胞的食蟹猴囊胚到受精的第19天时，仍有3个存活。研究人员发现，在人-猴嵌合体囊胚持续生长的过程中，人类细胞所占百分比达到了4%。

　　该研究项目负责人之一季维智院士认为，人类细胞占比4%的这一结果证明，人-猴嵌合体胚比人干细胞与其他物种嵌合的效率更高。在人-猴嵌合体囊胚之前，国内外的其他团队还做过人-猪嵌合胚以及人-鼠的嵌合胚，在这些嵌合胚胎中，人干细胞嵌合比例仅0.001%~0.01%。

　　自上世纪70年代起，科学家们就在研究跨物种的嵌合体，以了解早期发育如何进行，或是寻找在医疗上的潜在应用。部分试验成果令人鼓舞——2017年，科学家们将小鼠干细胞发育成的胰脏，移植到了大鼠的胚胎中，治好了后者的糖尿病。

　　研究人员曾将人类的干细胞植入猪的胚胎里。几周后，大约每10万个细胞里，只有1个细胞属于人类。猴子胚胎在发育过程、形态上，跟人类胚胎最相似，选择与人在亲缘关系上最近的非人灵长类动物是最理想的，也对临床应用有更好的参考价值。

　　利用非人灵长类研究生物医学的前沿基础科学问题和复杂疾病的机制有重要意义。

　　贝尔蒙特也在研究发表后的一份声明中指出，通过转录组分析，该研究发现嵌合胚胎里的人类细胞与猴子细胞之间存在一些新的交流通路。在过去的嵌合体研究中，人类细胞整合到宿主组织的效率很低。如果能理解这些通路的作用，有望让人们克服不同物种间的障碍，提高产生嵌合体的效率，用于未来研究。

　　长远来看，研究人员希望能用这些嵌合体研究早期人类发育，开发疾病模型，筛选潜在新药，并制造可用于移植的细胞、组织或是器官。

　　“最新的研究再次证实了人-猴嵌合胚胎的可行性，嵌合囊胚正常发育后，人类细胞所占比也能达到预期。但是，要真正培育出异体器官还有很长的路要走。”季维智院士表示，人-猴嵌合胚仍然处于异种嵌合基础研究的第一步，但会对未来完成体外器官培育有重要的参考价值。他预测，以目前科学和技术发展的速度，有望在未来10年左右完成体外器官的培育。

　　朱同玉还提到了器官尺寸的问题。在本研究中使用的食蟹猴的肾脏非常小，只有拇指大小，可能不适合人类，而猪和人的器官尺寸比较接近，但人-猪嵌合体的整合效率又较低，因此未来需要更多类似的研究来提供更多技术上的洞见。

　　干细胞技术走向临床的挑战

　　这项最新研究成果的发表，也是人类科学界的一项重大突破。

　　在人-猴嵌合体囊胚研究之前，在《细胞》《科学》和《自然》等顶级期刊上，已经有多项相关研究发表。在遵循国际和国家相关指南的前提下，去年研究人员首次绘制了人类胚胎体外培育14天的发育谱系，并发展了猴胚胎在体外培育至20天的体系，较深入地理解了灵长类胚胎早期发育的一些重要问题，为本次研究奠定了基础。

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