上圖是人類胚胎的原始形象。近日,科學家首次製造出了含有人類細胞的猴子胚胎。圖:AP
在希臘神話中,奇美拉獅首、羊身、蛇尾;而在遺傳學中,奇美拉則指代嵌合體,即一個機體身上同時帶有2種或以上的DNA,且彼此耐受,無排斥反應。而近年來,科學家則著眼於探究不同物種間存在奇美拉的可能性。
一項最新的研究報告稱,來自索爾克生物研究所的Juan Carlos Izpisúa Belmonte帶領的團隊為避免相關的法律問題,在中國進行相關實驗,最終製造出了人-猴版奇美拉。
嵌合體一直被認為是解決器官供給短缺以及移植排斥問題的一種潛在方法。科學家們一直堅信,有朝一日人類可以在動物體內培植出與特定人類受體基因相匹配的器官。從成年人類身上提取細胞,重新編輯使其變為幹細胞,接著移植到另一物種的胚胎中,從而能在該物種體內培育出人類所需的任何類型的細胞,並最終分化為器官。
Izpisúa Belmonte及其他科學家此前已經成功培育出了含有人類細胞的豬胚胎和綿羊胚胎,但比例很小:據研究人員估算,一萬例中只有一例成功。而豬-人和羊-人嵌合體之所以是相關研究的首選對象,是因為豬和羊身上的某些器官的大小正好與人類相當。
但來自耶魯大學的Alejandro de Los Angeles認為,這次的人猴嵌合體的實驗目的有可能是為了探索如何提高人類細胞在這種生物體中的成功比例。「我們將從中得知,該如何更有效地製造出人豬嵌合體,而這類奇美拉通常被認為是器官培植的最佳首選。又或者是教會我們該使用哪種類型的幹細胞,得到提高其它物種體內『人類嵌合體水平』的方法。」
De Los Angeles還指出,就像之前的豬-羊-人研究一樣,此次的人猴奇美拉只能發育數周,在真正的器官形成之前就必須停止實驗。
來自倫敦的發育生物學家Robin Lovell Badge教授同意Angeles的說法。他表示:「我不認為在倫理上這個實驗有什麼需要被苛責的地方。因為這些細胞在實驗中就還只是細胞團而已。」
但Lovell-Badge也補充道,如果讓嵌合體繼續發育下去,就會衍生出其它的一些問題。「你如何能確保這些人類細胞會長成你需要的那些器官?如果它一直發育,並和其它物種的胚胎一起成型、出生,那在倫理上將會是一個很敏感的話題。」
在這項人猴實驗的消息發布之後,東京大學幹細胞生物學家Hiromitsu Nakauchi也得到了有關政府的支持,將開始研究並製造人-鼠的嵌合體。
就在今年3月,日本取消了禁止胚胎發育14天以上並植入子宮的禁令,這就意味著,一旦實驗獲批,就可以在日本正式完整地培育奇美拉。但Nakauchi聲稱,目前人-鼠的嵌合體實驗暫未提上日程。
Lovell-Badge表示,即使該胚胎出生,也不太可能表現得像人類,但也不再會是「正常」的齧齒動物。
「有動物生命權的問題,也有一些『讓人犯惡』的倫理問題,」他說道,「很顯然,任何一種動物出生,卻帶著人類的外表、臉、手腳、皮膚,即使從科學的角度看很有趣,人們也定會為此感到不安。」
De Los Angeles及其同事提出,理論上,人-猴嵌合體有助於研究人類的神經學疾病。
「在理論上,人猴嵌合體能夠提供一個比純靈長類動物更優秀的大腦疾病模型,」他表示,有關阿爾茨海默病的150多個失敗試驗,可能就與缺乏良好的疾病模型有關。
其中一種可能的方法就是,將修改過基因的人類幹細胞注入猴胚胎中,讓出生的猴子大腦的一部分,如海馬體,完全只由人類細胞組成。Izpisúa Belmonte及其同事從前就曾用過類似的方法在老鼠體內培育胰腺。
「如果只是換了海馬體,並不意味著就擁有了一個正常運作的人類大腦,」Lovell-Badge說,「記憶力或許會更優秀、也有可能會產生與普通猴子不同的記憶。但它們不會有人類的大腦皮層,而那正是我們真正成為人類的原因。」
但這樣的提議正是有爭議的部分:如果人類細胞真的進到了猴腦,萬一這種新生物具有與人類一樣的意識呢?研究人員此前曾聲稱,他們能阻止人類細胞進入嵌合體的大腦或性器官中。
而De Los Angeles則表示,距離那一天還有很長的路要走。
「人類和猴子之間的進化跨越了三、四千萬年,而大型的齧齒動物和小實驗鼠之間則超過了一千萬年。製造人-鼠嵌合體的效率已經極低,因此我們無法預估什麼時候能最終走到奇美拉實驗的最後一步。」
雖然猴子的人性化是一條科學紅線,但在某種意義上,這條紅線實際上已經被跨越了。今年4月的一項研究報告稱,將人腦基因引入猴子體內後,這些動物表現出了更優秀的短期記憶能力、更快速的反應時間等特徵。然而這些動物都還不是嵌合體。很顯然,躍躍欲試的科學家們正試圖徹底突破這條紅線。
Lovell-Badge表示,進行人-猴嵌合體的中樞神經系統研究或許能獲批,但同樣需要時間。
「在英國,任何與奇美拉相關的實驗審查程序都非常嚴格,我敢肯定,讓奇美拉成為一個生命活下來甚至從一開始就不會得到批准。」
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