日前，青島農業大學生命科學學院趙明輝博士團隊通過攻關，成功獲得森林貓體細胞克隆後代，青島農業大學額由此成為中國首個成功完成貓科動物體細胞克隆的高校。
國內高校首隻健康存活的克隆貓
在青島農業大學生物樓6樓實驗室的溫暖恆溫箱內，一隻黑白花相間的小貓正在酣睡，看上去非常健康。據科研人員介紹，這隻克隆貓於2020年12月24日出生，體重75克，因正值新年來臨，科研人員給它起名為「平安」，希望其作為克隆技術的研究成果能夠平安健康存活，同時希望在新冠肺炎疫情全球肆虐的一年年末出生的它，能夠給新的一年帶來平安好運。
據項目主持人趙明輝介紹，目前代孕母貓及「平安」各項生理指標均表現正常，一切「平安」。
本次克隆貓的本體是一隻野生森林貓和中華田園貓雜交的成年雌性森林貓。科研人員從該貓皮膚組織中分離培養得到成纖維細胞，利用中華田園貓卵子作為細胞核受體，通過細胞核置換和人工激活，製作出多枚體細胞克隆胚胎。將克隆胚胎移植到受體母貓後，經過62天孕育，成功得到一隻森林貓體細胞克隆後代。目前該項目經北京中正司法鑑定所鑑定，確定該森林貓為克隆個體。
妊娠率達世界領先水平
青島農業大學該克隆貓研究項目受到青島農業大學高層次人才引進項目和博雅秀巖生物科技有限公司橫向課題資助，於2019年籌備，2020年7月實施。
「受新冠肺炎疫情的影響，實驗期間我們遇到了不少困難，特別是上半年物流幾乎停止，我們的貓面臨著食物短缺的情況。這段時間我們每天凌晨去海鮮批發市場批發海鮮，回來給貓做貓糧。期間通過不斷改進貓糧的製作工藝和成分，我們逐漸掌握了顆粒貓糧的製作工藝。」趙明輝談到，「第二個瓶頸就是貓卵子的體外成熟。由於我們的貓卵來自寵物醫院做絕育時切下的卵巢，這些卵巢上採集的貓卵不能直接用做克隆，必須經過一段時間的體外成熟。針對貓卵的體外成熟，我們進行了大量實驗，最終通過添加適量激素和生長因子，攻克了這個難題。『平安』克隆貓的誕生，也證明了我們在貓卵體外成熟方面是成功的。」
不僅如此，項目實施過程中，團隊成員精簡併改良了體細胞克隆方法，使整個實驗流程從傳統的36小時縮短為5小時，用時縮短7倍。同時，團隊採用了在實驗全過程只使用一種培養液的操作方式，避免了頻繁更換培養液可能帶來的胚胎損傷，極大降低了操作風險，提高了實驗穩定性。
據介紹，本批實驗共計製作體細胞克隆胚胎89枚，移植到7隻代孕母貓體內，其中3隻代孕母貓妊娠，妊娠率達43%，為世界領先水平。
貓體細胞克隆技術的多種應用價值
貓體細胞克隆技術的建立，不僅有利於促進動物疾病模型和藥物的開發，在生物醫藥領域、寵物行業和瀕危物種保護方面均具有重要作用。
在醫藥研究方面，和犬類似，貓也是重要的實驗動物、疾病模型動物和伴侶動物。根據OMIA資料庫最新統計，在貓科動物身上發現了361種遺傳疾病，其中227種有望開發成人類同種疾病的動物模型，且貓科動物癲癇、高血脂、軟骨發育不良及部分腫瘤、愛滋病等疾病的發病機制與人類尤為類似。更加受到研究人員關注的是，貓擁有與人類結構高度相似的ACE2受體，而該受體為SARS和新冠肺炎病毒感染人體的主要受體，這使得貓具有感染SARS和新冠肺炎的潛在可能。利用貓克隆技術和基因編輯技術可以大量生產攜帶特定疾病的個體，供醫學研究和藥物開發所使用。
在寵物市場開發方面，《2019年中國寵物行業白皮書》數據顯示，2019年國內寵物(貓、犬)市場規模已達2024億元，同比增長18.5%。其中，寵物貓消費市場規模為780億元，同比增幅19.6%，超過犬消費市場規模增速。儘管目前貓體細胞克隆的市場價格在15-25萬元之間，但仍有越來越多的寵物飼養者在愛寵患病無法醫治或離世後，選擇通過體細胞克隆方式讓愛寵「重生」。此外，貓體細胞克隆所衍生的早期胚胎基因編輯技術，也為寵物遺傳疾病的治療帶來希望。
據趙明輝介紹，貓體細胞克隆在瀕危物種保存方面也有重要作用。貓科動物是地球動物資源的重要組成部分。除家貓外，其餘所有貓科動物都為瀕危物種或受脅迫物種。根據世界自然保護聯盟公布的數據顯示，中國21種野生貓科動物中，有3種處於瀕危狀態，2種處於極危狀態，7種處於易危或近危狀態。動物在年老後喪失生育能力，就意味著該物種的功能性滅絕。採用家貓卵子進行異種體細胞克隆技術，是目前唯一能夠大量複製瀕危動物的技術手段。
85後教授團隊的「擼貓」事業
年輕、靦腆，和團隊成員及研究生打成一片是趙明輝給大家的第一印象。但當穿上實驗服、坐在顯微鏡前開始實驗操作，這位年輕的85後「貓專家」又成為另一副模樣。
趙明輝團隊長期致力於犬科動物及貓科動物體細胞克隆、疾病模型製備等研究工作。近5年來圍繞犬科動物克隆、發情判定、卵子體外培養和成熟等問題，進行了系統研究，以第一或通訊作者在國際主流學術刊物上發表SCI收錄論文16篇。
趙明輝曾成功克隆出多隻精英工作犬，2018年在國際上率先創建犬早期胚胎體外培養方法，為犬科動物生殖生理學研究奠定了重要基礎。該團隊在犬科動物克隆領域積累的技術和經驗，為本次「平安」克隆貓的順利誕生提供了重要技術保障。
除了紮實的學術積累，不斷追求創新的學術精神也使這個年輕的團隊始終保持活力。趙明輝告訴記者，「近年來，青島農業大學學科建設成就突出，不久前剛剛成功列入山東省省屬高校高水平大學和高水平學科建設行列，成績的背後是學校對我們這些青年人才的高度重視。」
在學校活躍的學術氛圍和良好的科研條件的支持下，團隊不斷探索建設最佳科學實驗壞境，「我們在實驗室內安裝多種智能家居設備，包括溫度、溼度、照明、煙霧報警等在內的環境控制系統和人臉識別系統等，使實驗環境實現了智能化操控。」趙明輝說。
談到未來的科研工作，趙明輝表示，在當前我國社會高度重視創新的良好環境下，青年科研人員應該大力弘揚科學家精神，為「創新中國」而努力奮鬥。「下一步，我們將把研究重點放在貓的基因編輯方面，在人類醫學疾病模型研究和以基因編輯技術為工具研究寵物疾病發病機制、進行寵物醫藥開發等領域繼續深化，將『擼貓』事業進行到底。」