愛社交的小狨猴為研究人員提供了研究優勢。圖片來源:TOM LANDERS
巴掌大小的普通狨猴在實驗室中的需求量很大,但它們幾乎無處可尋。這種常見的狨猴體型小、生長快、社交能力強,已經引起神經科學家的注意。現在,科學家通過基因工程使它們的大腦更容易成像,並將其作為自閉症和帕金森氏症等神經障礙疾病的模型。「但問題是根本就找不到這種猴子。」美國加州大學聖地牙哥分校神經學家Cory Miller說。 【《科學》報導】
在近日由美國國家科學、工程和醫學院(NASEM)實驗動物研究所召集的一次會議上,威斯康星大學麥迪遜分校神經學家、威斯康星國家靈長類動物研究中心主任Jon Levine將這種需求激增比作「即將鳴響的10級火警」。作為回應,該國國立衛生研究院(NIH)計劃推出擴大狨猴研究的資助。包括Miller在內的狨猴研究人員正在共同努力,幫助新的實驗室飼養動物。
當Miller的實驗室在2009年開始用狨猴作研究時,許多研究獼猴(最受歡迎的實驗室猴子種類)的同事甚至不知道狨猴也是猴子。「他們說,『那是落基山脈的花慄鼠嗎?』」他說,「現在,所有這些人都想用狨猴。」
在一項調查中,Miller和同事發現,美國狨猴研究團隊的數量已經從2009年的8個增加到目前的27個,約有40名學術帶頭人在使用1900隻狨猴。
在各類猴子中,狨猴以社會合作行為著稱:它們會通過來回對話打招呼,配偶會共同承擔撫育後代的責任。它們體型比恆河猴小,更容易安置;每年生育兩次,而非一年或兩年一次,這有助於多代遺傳實驗。由於狨猴比體型較大的猴子成熟和衰老的速度更快,它們加快了對影響發育和衰老的疾病的研究。而且絨猴大腦的溝回比獼猴少,這使得表面成像或記錄活動變得更容易。
2009年,狨猴成為第一種將遺傳修飾通過精子和卵子傳遞給後代的靈長類動物,科學家對其熱情大增。日本川崎中央實驗動物研究所(CIEA)的一個研究小組向其胚胎注射了一種螢光蛋白基因。由此產生的狨猴皮膚和毛髮在紫外線下呈現出綠光。
此後,一系列轉基因狨猴隨之而來,很多研究來自CIEA遺傳學家Erika Sasaki和東京慶應義塾大學神經科學家Hideyuki Okano。在11月5日即將於加州聖地牙哥舉行的神經科學學會會議上,其團隊將展示兩項轉基因研究的最新進展:攜帶與人類的帕金森症候群和神經發育紊亂的雷特氏症候群相關的基因突變的狨猴。研究人員希望,通過觀察疾病在狨猴體內的進展,並分析其大腦狀況,可以揭示人類致病機制,並找到和檢驗新的療法。
2014年,日本政府發起了一項400億日元(合3.5億美元)的研究,旨在繪製狨猴大腦圖譜。目前,美國若干實驗室正在開發轉基因靈長類動物。2016年,NIH國家神經疾病和中風研究所的一個團隊與Sasaki合作,建立了在興奮時腦細胞會發出螢光的狨猴模型,這是一種監測神經活動的潛在工具。今年4月,第一隻攜帶SHANK3基因突變(與某些自閉症病例有關)的狨猴在麻省理工學院誕生。
製造轉基因猴需要龐大的群體,部分原因是植入經過操縱的胚胎的雌猴並不總能懷孕。帶領麻省理工學院實驗項目的Guoping Feng估計,理想的規模至少是300隻狨猴,這遠超過美國一個機構的繁育能力。(Feng所在團隊已逐漸建立起約有200隻狨猴的實驗群體)。未來幾年,當新轉基因模型廣泛應用時,希望使用它們的實驗室可能需要自己去繁殖狨猴。此次會議的與會者還討論了如何保持美國狨猴種群的遺傳多樣性。
但是新狨猴的供應有限。一項國際協議限制從其出生地巴西出口野生動物。Feng說,而從亞洲養殖機構進口動物「非常困難」。面對來自動物權益組織的壓力,大多數航空公司已經停止運送研究動物。
公眾對非人靈長類動物研究的抵制已經讓研究人員小心翼翼。美國人道協會動物研究事務副理事長Kathleen Conlee說,人們對狨猴研究越來越感興趣「令我們感到擔憂」。她說,在基因上設計會生病的動物尤其成問題。
但在一些研究中,科學家認為靈長類動物不可替代。「當涉及研究認知過程和其他複雜行為時,只有通過靈長類動物模型才能做一些事情。」馬裡蘭州貝塞斯達NIH國家精神健康研究中心主任Joshua Gordon在近日的NASEM會議上說。
同時,實驗室也在做一些事情。今年9月,若干研究人員建立了一個虛擬池,現有的狨猴團隊每年將貢獻其擁有的10%的動物供新的研究人員購買或繼承。Miller說,這是保持該領域勢頭的權宜之計,「因為這是職業生涯中難得的機會」。
(晉楠)
《中國科學報》 (2018-10-30 第3版 國際)