中美科學家聯手造出人猴混種胚胎_風聞

培育人猴混種胚胎，這個曾引發過巨大爭議的科學話題有了最新進展。

一組跨國科研團隊將人類幹細胞注射到食蟹猴的胚胎中，發現“人猴雜交胚胎”不僅能存活，還存活了將近 20 天！

對於這一研究，耶魯大學幹細胞生物學家 Alejandro De Los Angeles 的評價是：

這是幹細胞和跨物種嵌合體領域的里程碑。

Nature 雜誌則表示：

科學家首次成功培育出含有人類細胞的猴子胚胎，這對於這個發展迅速卻也引發了倫理大討論的領域而言，是一個新的里程碑。

2021 年 4 月 15 日，相關研究成果發表於知名學術期刊 Cell，題為 Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo（人類擴展多能幹細胞在猴胚胎體外的嵌合作用）。

論文作者主要包括昆明理工大學靈長類轉化醫學研究院季維智院士團隊、譚韜、牛昱宇、代紹興課題組與美國索爾克生物研究所教授 Juan Carlos Izpisua Belmonte 等。

異種嵌合或將產生突破

英文中有個單詞是 Chimera，指希臘神話中一種會噴火的怪物，傳聞它上半身像獅子，中間像山羊，下半身像毒蛇。

實際上「嵌合體」的英文正是 Chimera，其意義不難理解——通俗來講，它可以是不同遺傳性狀混雜表現的個體，也可以是同一器官出現不同性狀的生物體，還可以是含有不同基因型細胞的個體。

早在 1646 年的意大利，就有園藝學家發現了自然存在的柑橘類嵌合體。

200 多年後，德國養蜂學家發現蜜蜂中也自然存在着嵌合體。此後，嵌合的思路主要應用於植物培養。

不過近年來，人體移植器官嚴重短缺問題日益凸顯，全球每年大概 200 萬人亟待器官移植拯救生命，而器官主要依靠捐獻獲得，存在着巨大缺口。

因此，科學家們的思維得到了進一步發散，3D 打印器官、異種器官移植、異種嵌合等都成為潛在解決途徑。

不過，要通過上述策略解決器官供體不足的問題，絕非易事。正如參與此次研究的昆明理工大學官方所言：

異種器官移植存在免疫排斥及倫理問題；3D 打印可能會造成器官功能不全，不能形成完美的可移植器官；異種嵌合也存在着嵌合效率低下等問題。

不過昆明理工大學仍表示：異種嵌合可能是將來會產生突破的一個方向。

而要想真正達到對器官再造的水平，則需要對胚胎、器官發育基本理論和關鍵技術的突破。

早在 2017 年，北京大學生命科學學院教授鄧宏魁教授與美國索爾克生物研究所教授 Juan Carlos Izpisua Belmonte 團隊，首次在體外建立了具有胚內和胚外發育潛能的幹細胞系 EPSC，打造了人鼠嵌合胚胎。

2018 年，斯坦福大學研究人員曾研究出首個人-綿羊嵌合體。這一嵌合體是研究人員將人類幹細胞引入綿羊胚胎所得，最終綿羊所佔比例超過 99％。考慮到醫學倫理限制，胚胎髮育至第 28 天時就被人為破壞掉了。

2019 年，Juan Carlos Izpisua Belmonte 教授團隊又聯合昆明理工大學研究團隊，建立了一個體外培養（IVC）系統，該系統支持食蟹猴胚泡的持續發展。

此外據昆明理工大學稱：

中國科學院動物研究所和中國科學院幹細胞與再生醫學創新研究院周琪院士、李偉和海棠研究團隊也曾得到了食蟹猴-豬嵌合體 。

嵌合胚胎存活近 20 天

可以説，近年來異種嵌合發展迅速，也為該領域研究帶來了新的思考。

在此前研究的基礎之上，此次研究人員主要是將 25 個帶有熒光標記的 hEPSC（人類擴展的多能幹細胞）注射到了受精 6 天后的猴子胚胎囊胚中，觀察它們在不同時間點對所培養的猴子胚胎的作用。

研究人員發現，hEPSC 能夠整合到猴胚胎囊胚的內細胞團（雷鋒網注：指早期幹細胞的來源之一，是大多數真獸類哺乳動物在胚胎發生中的一個早期階段）中，並在胚胎着牀前後、着牀後早期的胚胎和胚胎外細胞譜系中發揮作用。

值得一提的是，為了保證 hEPSC 在猴胚胎中的嵌合能力，研究團隊特地使用了一種通過細胞重編程生成的、特徵良好的 hEPSC 系 iPS1-EPSCs。

論文顯示：

1 天后，接受注射的 132 個囊胚都出現了熒光蛋白。

10 天后，103 個胚胎仍在正常發育。

第 10.5 天， iPS1-EPSCs 嵌合性優於此前同類研究。

13 天后，接近 40% 的胚盤中存在 hEPSC。

不過在第 19 天，僅有 3 個嵌合胚胎在正常發育。

研究團隊還通過對 200 個人類細胞和 272 個猴細胞進行單細胞 RNA 測序（scRNA-seq），分析確定體外培養的猴胚胎中 hEPSC 的分化軌跡。

隨後，他們選取了 200 個人類細胞與 272 個猴細胞，做進一步分析。

由此研究人員證實：

hEPSC 隨着發育的進行，從表達特徵上逐漸與猴胚胎細胞變得相似，反之亦然。

人類細胞能在人猴嵌合胚胎中分化成不同的細胞種類。

昆明理工大學官方稱，這一研究：

揭示了 hEPSC 可以嵌合進入食蟹猴胚胎，並可以伴隨着胚胎髮育進入原腸運動，表達中胚層、內胚層的 marker 基因。

異種嵌合依然飽受爭議

無疑，異種嵌合研究依然是飽受爭議的一個話題。

社交媒體上，不少網友都表達了對相關技術的擔憂：

完全無視道德倫理！

這種事屬於違法吧？

實際上 Cell 雜誌也發文稱，就異種嵌合方面的研究而言，以下幾個層面都需納入考慮：

動物是否會有痛苦，是否會面臨風險。

誰的幹細胞被應用於實驗，是否經過了同意。

是否考慮到這種嵌合的想法會引起強烈的反應。

是否會影響公眾對科學界的信任。

但不可否認，從事相關領域研究的科學家們還是希望基於此為藥物測試、人體器官移植等起到推動作用。正如研究團隊所言：

我們回答了異種嵌合細胞如何互作及發育程序差異如何調節等基礎科學問題，為解決異種嵌合效率低下等問題提供新的思路，對器官再生研究具有指導意義。

通訊作者之一 Juan Carlos Izpisua Belmonte 教授也表示：

我們的目標不是製造任何怪物，我們也沒有這麼做。