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人-猪嵌合胚胎论文发表,为在动物体内培养人类器官铺路

原文以Hybridzoo:Introducingpig–humanembryosandarat–mouse为标题

发布在2017年1月26日的《自然》新闻上

原文作者:SaraReardon

嵌合体或将为在动物体内培养人类器官铺路。

最近,研究者发表了首篇有关创造人-猪混合胚胎的同行评议论文,创造出这些嵌合体的团队还在1月26日的《细胞》期刊上报告了有关小鼠-大鼠混合体和人-牛混合胚胎的结果。这种改造动物或可为研究人员提供测试药物和理解人类早期发育的新模型。

要创造嵌合体,科学家一般会将一个物种的多能干细胞(可发育为任何器官的干细胞)注入另一个物种的早期胚胎内。就理论而言,外源细胞应该会分化并在全身扩散,但实际上,要创造出可存活的混合胚胎并非易事。

为了克服这一困难,在美国索尔克生物研究所的发育生物学家Juan Carlos Izpisua Belmonte的领导下,一支研究团队使用CRISPR基因编辑技术创造了没有致使器官形成的基因的小鼠胚胎。然后,科学家向该小鼠胚胎注入了大鼠干细胞,再将所得胚胎移植进一只小鼠的子宫内。

科学家创造出了既包含大鼠细胞、又包含小鼠细胞的胚胎。

Wuet al./Cell

由于大鼠细胞仍包含致使器官形成的基因,所得的嵌合体器官主要是由大鼠细胞组成的。这种嵌合体最长存活了两年,在小鼠的正常寿命范围内。

混合搭配

之后,研究人员又试图杂合两种关系疏远的物种:人和猪。研究团队向1400多个猪胚胎注入了三种人诱导性多能干细胞中的一种:原始态多能干细胞,将会发育为组织的始发态多能干细胞和既非原始态细胞又非完全始发的“中间态”细胞。所有人类细胞都经过改造,可产生绿色荧光蛋白,能从新创造出的嵌合体中被识别出来。

根据伦理规定,科学家们在人-猪嵌合体发育3-4周后销毁了它们。被注入中间态干细胞的嵌合体包含的人类细胞比例最大,这表明此前的尝试中使用的干细胞可能处于错误的发育状态。

尽管如此,人-猪嵌合体中人类细胞所占比例最多也只有十万分之一左右,论文共同作者、索尔克生物研究所生物学家吴军说。

“我认为那是一篇非常重要而且极其振奋人心的论文,”以色列魏茨曼科学研究所的发育生物学家Jacob Hanna说。他表示,目前,研究人员想要了解的是嵌合体体内的人类细胞是否具有正常的DNA结构和基因表达。

但斯坦福大学的干细胞研究者中内启光表示,人-猪嵌合体包含的人类细胞数量很低,意味着这种混合体距离用于实用目的(如用作器官供体)仍有很长的路要走。“这是一次良好的尝试,但结果在更大程度上是负面的,”他说。

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