在激烈的科研競爭環境下,中國科學家率先完成了體細胞克隆猴這一歷史性突破!1月25日,由中科院上海神經科學研究所孫強、蒲慕明領導的研究團隊在Cell雜誌發布了題為「Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer」的重要成果,在世界範圍內首次利用體細胞核移植技術完成了克隆猴。
中科院神經所率先克隆出兩隻猴:「中中」(左)和「華華」(右),圖片來自神經所
體細胞核移植技術(SCNT)克隆出獼猴,圖片來自Cell
非人靈長類體細胞克隆歷史,圖片來源:孫強
這兩隻克隆猴擁有一個意味深長的名字:「中中」和「華華」,象徵著「中華」。目前,兩隻克隆猴出生時間分別為8周和6周,同普通的猴子一樣,能正常地生長。「這項成果將不僅為動物研究帶來革命性的變化,還會促進人類疾病治療新方案的開發。」《細胞》雜誌主編Emilie Marcus說。該研究意義重大,為中國科學家的率先突破點讚。
克隆猴的簡易流程圖,圖片來自Cell
克隆猴的價值在哪裡?
Cell雜誌主編Emilie Marcus對這項研究予以了高度評價,她表示,「這項成果將不僅為動物研究帶來革命性的變化,還會促進人類疾病治療新方案的開發。我們也很高興地看到來自中國的高質量稿件的不斷增長,這篇具有開創性意義的論文就是一個例子。」
克隆猴的成功,將推動中國率先發展出基於非人靈長類疾病動物模型的全新醫藥研發產業鏈,促進針對阿爾茨海默病、自閉症等腦疾病,以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發進程,同時也會讓中國成為世界腦科學人才的匯聚高地。
通過這種方式克隆的猴,能在短時間內產生大批遺傳背景相同的模型猴。孫強表示,「有關靈長類的很多研究問題,都可以通過這一技術構建的靈長類動物模型得到解答。通過克隆技術,我們可以生產出遺傳背景一致的猴子。這可以用在大腦疾病、癌症、免疫甚至代謝類疾病研究方面。它也可以幫助我們在藥物臨床前試驗中,檢測其有效性。」
同濟大學醫學院教授、「千人計劃」學者孫毅亦表示,「長遠來看,靈長類動物做疾病模型優勢巨大,目前很多疾病的分析方法還沒有完全在靈長類模型上成熟應用,不過這也是時間和經費的問題。研究靈長類和研究人類有很多相似性,由於能收割猴的組織直接分析,從而會協助和建立無創或微創方法用於臨床,意義重大。」
克隆技術有哪些作用?
事實上,當年克隆羊多莉誕生後,科學家並不滿足於科學上帶來的突破,而是急於希望把克隆技術應用於實際生活中。有人曾提出了以治療研究為目的的人體胚胎克隆實驗,但遭到了國際社會輿論的強烈反對,後來不了了之。
但是,克隆多莉羊的實驗團隊卻不甘心,他們在美國維吉尼亞州成立了PPL公司,主要通過克隆的羊,產生人體所需要的蛋白,例如讓羊產生人奶。但這事被當地的動物保護組織發現,公司遭受極大的輿論壓力,不得不關停項目。2003年,該公司又成立了一家公司Revivicor,以克隆豬為對象,進行異種器官移植的研究,後來該公司被United治療公司以800萬美元的低價收購。
異種器官移植,豬身上全是寶,圖片來自nature
目前,United公司是全球推動異種器官移植的領導者。克隆豬可為人類提供心臟、肝臟、腎臟以及胰腺等器官,但該公司只用克隆豬來為人類提供安全有效的肺,難度極大,一直未成功。後來United公司與Synthetic Genomics公司合作一起開發異種移植器官,後者的創始人是生命科學領域以瘋狂著稱的科學家家克雷格·文特爾。
United公司打算2019年進行異種器官的臨床試驗,預計2023年美國食品藥品監督管理局(FDA)批准異種器官的移植。
克隆技術還是動物學家恢復瀕危物種或已經滅絕物種的利器。事實證明,這種方法有一定的可取性。2013年3月15日,澳洲博物館館長邁克·阿徹(MikeArcher)宣布,成功利用體細胞核移植技術將已滅絕30多年的胃育溪蛙復活。他成功克隆出胃育溪蛙的胚胎,但胚胎在幾天之後死亡。除此之外,研究人員還成功克隆出西班牙已滅絕的山羊,同樣地,該物種也只是短暫存活。未來克隆技術在「復活」物種和保育中,還有巨大的潛力。
已經滅絕的出胃育溪蛙
那麼人是否也可以被克隆出來?
值得一提的是,此次實驗嚴格地遵循美國國立衛生研究院(NIH)國際動物研究指導條例的科學實驗規範。但孫強和蒲慕明仍鼓勵科學家群體對這一話題進行深入討論:非人靈長類動物克隆研究可接受的操作是什麼?不可接受的操作是什麼?「我們清晰地意識到,未來非人靈長類動物的研究,科學家應嚴格地遵循當地的倫理準則。」蒲慕明表示。
接下來的問題是猴子克隆成功了,人是否也能通過這種方式克隆成功?答案是顯而易見的,先後有兩組研究團隊克隆出「人」。
2013年,美國俄勒岡健康科學大學(Oregon Health and Science University)發育生物學家舒克拉特·米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov) 利用體細胞核移植的技術,在全球首次克隆出人體胚胎幹細胞。如果不是因為倫理和法律的限制,將這些胚胎幹細胞移植到女性的子宮中,很有可能會複製人出來,但是研究者顯然不會這麼做。米塔利波夫是國際著名的生物學家,複製人胚胎幹細胞使用的材料是嬰兒和胎兒的體細胞,這個實驗也招引了很多人的猛烈批評。事實上,他之前也做過猴子的克隆實驗,可惜未能成功。
體細胞核移植技術(SCNT)克隆胚胎幹細胞流程圖
2014年,另一組研究團隊也克隆出來了人體胚胎幹細胞。來自Advanced Cell Technology生物技術公司首席科學家羅伯特·蘭扎(Robert Lanza)同樣利用體細胞核移植技術克隆出了人體胚胎幹細胞,只不過他使用的是成年人的體細胞。
由此可見,利用體細胞核移植技術複製人,並不存在很大的技術障礙。全球絕大多數國家都堅決反對以複製人為目的的實驗。不過,各國因為文化、宗教以及政治形態的差異,對複製人的態度也有所差異。
胚胎幹細胞克隆可分為兩類,一類是治療性克隆,另一類是生殖性克隆。治療性克隆被大多數國家許可,而生殖性克隆則是研究者的禁區。
總體來說,動物克隆技術的誕生不僅給我們打開窺探神奇世界的一扇窗,也給我們救助瀕危物種、醫治病患提供一種可行的手段。