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Nature热议中国学者成果:生物医学研究的新纪元

【字体: 时间:2018年01月26日 来源:生物通

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  “这篇论文标志着生物医学研究新纪元的起步。”不过,这一成就也引起了科学家和公众对该技术可能用于创造克隆人类的担忧。

  

生物通报道:中科院神经科学研究所/脑科学与智能技术卓越创新中心的研究人员攻破技术难关,在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆,创造了第一批克隆的灵长类动物。研究人员希望能利用这一技术提供改进的人类疾病动物模型,同时也可以与CRISPR-Cas9等基因编辑工具结合,创建人类疾病(包括帕金森病)的基因工程灵长类脑模型。

这一研究成果公布在1月24日的Cell杂志上。

20年前,“多莉羊”体细胞克隆成功,其后将近二十几种动物都通过这一技术进行了克隆,但是迄今为止都未能产生活的灵长类动物克隆。在蒲慕明院士带领下,中科院神经所研究员、论文通讯作者孙强率领以博士后刘真为主的团队,经过5年的不懈努力,成功突破了这个生物学前沿的难题。

对此神经科学研究所神经科学家熊志奇(未参与该项研究)表示,“这篇论文标志着生物医学研究新纪元的起步。”

不过,这一成就也引起了科学家和公众对该技术可能用于创造克隆人类的担忧。对此蒲慕明院士说:“从技术上说,克隆人是没有障碍的”。但是神经所只对研究小组中的非人类灵长类动物感兴趣,“我们希望构建遗传上相同的猴子,这是我们唯一的目的。”

体细胞克隆

体细胞克隆技术也称体细胞核移植技术SCNT,就是将动物体细胞的细胞核移植到去核的同种或异种受精卵或成熟卵母细胞的细胞质中从而获得重构胚,并使之恢复细胞分裂, 继续发育为与供体细胞基因型完全相同的后代。

这一技术在畜产业、医疗和灭绝动物复活等领域应用广泛,然而,尽管此前科学家们多次尝试标准的克隆技术,但灵长类动物的克隆依然存在很多困难。

为此孙强和刘真等人将其他团队开发的几种技术结合在一起,优化这个过程。比如操作上的一个技巧是在胚胎细胞分化为特殊细胞的时候去除DNA上的化学修饰。研究人员也发现胚胎细胞DNA要比活体后代细胞的成功率高。

利用胚胎细胞,研究人员构建了109个克隆胚胎,并将其中近四分之三植入到了21只代孕猴体内,在六次生育过程中,有两只食蟹猴(Macaca fascicularis)幸存了下来:现在八周龄的中中和六周龄的华华。蒲慕明院士表示,目前它们都很健康,研究人员还在等待另外六个克隆猴的诞生。


(图片来源:科学网)



俄勒冈健康与科学大学克隆专家Shoukhrat Mitalipov说,应该祝贺中国科学家们。“我知道这有多难”,Mitalipov此前曾尝试了超过15000次克隆,虽然他能从人体和猴子胚胎中获得干细胞系,但这些猴子从未成功生下活体后代。

帕金森症研究

作为研究人类疾病的模型,克隆动物比非克隆动物优点显著——在非克隆动物实验中,很难判断试验组和对照组之间的差异是否是由治疗或遗传变异引起。“而通过克隆动物,可以大大减少了遗传背景的变异性,因此需要的动物也少”,Salk生物研究所的计算神经生物学家Terry Sejnowski说。

Sejnowski还表示,灵长类大脑是研究人类精神障碍和退行性疾病的最佳模式。蒲慕明院士也指出,克隆猴可能会使灵长类动物的研究复苏,目前在大多数国家里,灵长类研究已经减少了。此前需要数百只猴的帕金森病实验只需要十个克隆即可完成。

神经所Chang Hung-Chun也表示,灵长类克隆技术将很快与基因编辑工具结合,研究灵长类大脑的人类遗传疾病。基因编辑技术已经用于猴胚胎研究,但还是有一些细胞未被编辑,因此会影响结果。

通过克隆,供体细胞可以在注入卵细胞之前进行编辑。蒲慕明院士预测在一年之内,基因编辑的克隆猴将会诞生,用于研究昼夜节律紊乱和帕金森症。

    
(图片来源:中科院网站)


目前上海正在筹划构建一个国际灵长类动物研究中心,预计将在未来几个月内正式公布。该中心将为全球科学家制作克隆。“这将是灵长类神经生物学的CERN,”蒲慕明院士说。一些制药公司已经提出了相关要求,希望利用克隆猴来检测药物。

另外关于伦理方面的问题,虽然大多数生殖生物学家不太可能考虑使用这种技术克隆人类,但是Mitalipov担心私人诊所可能会尝试。中国有禁止生殖性克隆的准则,但没有严格的法律。关于干细胞进行治疗的规定也不是十分严谨,对此蒲慕明院士表示,“现在只有依靠监管,社会应该更加重视这一点。”

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原文标题:

Cloning of Macaque Monkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer




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