豬猴嵌合體在中國誕生,這代表什麼,為何要進行異種嵌合體研究?

2021-01-09 科學信仰孫晨

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將大師兄和二師兄組合在一起,形成一個豬猴合體動物,這一頗具科幻色彩的研究已經成真,世界上首例「豬猴嵌合體」在中國誕生了。

來自中國科學院動物研究所幹細胞與生殖生物學國家重點實驗室的三位科學家以通訊作者的身份在《蛋白質與細胞》上發表了相關論文。這代表了什麼?人類為什麼要進行異種嵌合體的研究呢?首先一點就是醫學上的需要,要知道在世界範圍內,每年等待器官移植的人多達200萬人,而其中真正能夠等到合適器官出現的人寥寥無幾,所以人類必須要藉助科學的力量另闢蹊徑,來彌補器官捐獻的不足。

而異種嵌合體的研究就是這個目的。所謂的異種嵌合體簡單來講就是將一種動物的幹細胞注射到另一種動物的胚胎之中,從而使一種動物的器官可以在另一種動物的體內發育。

在國際上進行異種嵌合體研究的國家很多,多年來也取得了一些進展。

早在2010年日本和美國的研究團隊就完成了大鼠和小鼠的異種嵌合體實驗,並成功在小鼠的體內培育出了大鼠的胰臟。2017年,加州索爾克生物研究所又完成了人豬嵌合體的實驗,在實驗的過程中,人豬嵌合體胚胎被成功培育出來,之後這個胚胎在豬的體內發育了三到四周的時間,由於面臨倫理道德方面的限制,實驗至此終止。

而此次中國所進行的「豬猴嵌合體」實驗在國際上還屬首例。為了能夠更好的追蹤胚胎的發育過程,研究人員為食蟹猴細胞中注入了螢光蛋白,之後通過體外顯微注射的方式將食蟹猴的幹細胞注射到豬胚胎之中,被注射的豬胚胎共有4359個。

雖然注射數量龐大,但最終只得到了3個嵌合體胚胎,其中還有一個流產了。

也就是說最終只有兩個嵌合體胚胎順利發育並成功降生。之後通過檢查確認,兩隻小豬的確是豬猴嵌合體無疑。豬猴嵌合體從表面上看起來與其它小豬無異,只不過在豬的體內存在有食蟹猴的細胞。不過兩隻小豬並沒有活下來,大約一周左右的時間相繼夭折。

不過研究人員認為,小豬死亡的原因應該與嵌合無關,而是體外顯微注射所導致的,因為未成功嵌合的小豬也全部死亡了。那麼如果假設兩隻小豬存活了下來,是不是說小豬的體內就能夠長出猴子的器官呢?其實還差得遠,小豬的體內雖然成功嵌合了食蟹猴的細胞,但比例很低,只有千分之一到萬分之一左右。

千分之一到萬分之一的細胞嵌合率雖然很低,但相比以前的實驗,已經有了相當的進步,以前異種嵌合率只有不到十萬分之一。

所以如何提高嵌合率是未來異種嵌合體研究的首要技術難題。當然,關於異種嵌合體的研究所要面臨的難題還遠不止於此,其中有技術方面的,也有倫理道德方面的,因為異種嵌合體的研究目的是要服務於人,所以最終是要在動物體內培育人體器官的,而這就會遭遇倫理道德方面的障礙。

在歐美一些國家,關於人體器官的嵌合研究是允許進行的,但是有嚴格的限制,限制主要體現在兩個方面,一是人與動物的嵌合體不能夠具有生殖能力,另一個就是不能出現發育成型的大腦。也就是說在異種嵌合體的研究之中,既要設法提高嵌合率,又要設法保證人類的細胞不會進入到動物的大腦及生殖系統之中。

其實這種擔憂從科學層面上來講是沒有意義的。

人之所以為人,是由人的大腦結構所決定的,而並非腦細胞,所以就是人類的腦細胞進入到動物的大腦之中,動物依然是動物,並不會因此而具有更高的智慧。異種嵌合體所面臨的技術層面的難題就更多了,比如不同物種之間的發育過程是不同的,所以即使能夠提高嵌合率,讓完成的人類器官在動物體內形成,也並不代表就能夠滿足人類器官的移植需要。

比如2010年的時候科學家雖然成功在小鼠體內培育出了大鼠的胰臟,但其與正常大鼠胰臟相比要小了很多,不過不論異種嵌合體的研究面臨多少困難,科學家們都會在這條路上勇往直前。異種嵌合體研究的意義並不僅在於器官的移植,對於壽命的延長、一些疾病機理的研究都有著重要的意義。

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