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科学家研发人猪胚胎后世界首例人羊嵌合体诞

发布时间:2019-06-09 14:52:38
小孩干咳
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原标题:人猪胚胎后世界首例人羊嵌合体诞生,可否缓解全球性器官捐献短缺问题?

继去年科学家首次成功研发出了人与猪的嵌合体后,近日,美国斯坦福大学的科学家首次培育出了人羊嵌合体,研究团队已经成功将胰腺移植到了小鼠体内,他们现在又首次将人类干细胞导入绵羊胚胎,获得了人羊嵌合体。

4日,东北农业大学生命科学学院教授、家畜胚胎工程实验室主任刘忠华告诉科技,虽然面临着伦理争议,但这项突破性的成果或许将帮助缓解全球性的器官捐献短缺问题。

不仅能培育器官还可治疗糖尿病等其他疾病

在美国,约有76000人在等待器官移植,在英国这一数据是6500人,而每位患者可能需要等待5年甚至更长时间。平均每天有32位患者在等待器官捐赠的过程中死去。

此前,尽管科学家已经成功培育了人猪嵌合体,使医学界对利用它们培育人体器官感到振奋,但并没有研究团队将这一成果更进一步。目前科学家还无法直接从猪或羊获取器官并移植到人体中,但他们相信,人体干细胞可能是解决该问题的方法之一。

加州大学戴维斯分校的动物学家帕布罗·罗斯(Pablo Ross)参与了此次人羊嵌合体研究,他坚称这是目前在医学上有前景的探索之一。

“我们现在拥有这种神奇的拯救生命的技术(指器官移植),但却不足以帮助没一个人。”罗斯说,想象一下,如果能在9个月时间里培育出成熟器官,又会如何。他还指出,这些器官不仅能用来拯救生命,还可以用来治疗糖尿病等其他疾病。

据介绍,该项目的可能帮助获得能调节血糖的健康胰腺,从而为治疗1型糖尿病提供了可能。

此次,斯坦福大学的研究团队已经成功将胰腺移植到了小鼠体内,他们现在又将人类干细胞导入绵羊胚胎,获得了人羊嵌合体。

“我们已经在大鼠体内培育出小鼠胰腺,并将其移植到患有糖尿病的小鼠体内,结果显示几乎能完全治愈该疾病。”该项目负责人、斯坦福大学遗传学教授中内博士(Hiro Nakuachi)上个月在美国科学发展协会年会上报告称,“(该技术应用在人类身上)可能还需要5年到10年时间,但我认为我们终一定能够做到。”

争议取决于人体细胞在动物体内达到何种程度

有意思的是,一年多之前,美国政府曾表示将为这类充满争议的实验提供资助,但之后在收到来自动物权利团体超过两万次投诉之后,又撤回了资金。

事实上,嵌合体指的是不同物种细胞间的结合,并不仅限于人类与动物。

帕布罗·罗斯(Pablo Ross)承认自己也有着类似的担忧。

目前实验中人类细胞在嵌合体中只占了不到1%,如果终目标是满足人类器官移植的需求,就需要逐步提高嵌合体中人类细胞的比例,而这一过程将不可避免地引发伦理问题。

罗斯表示,一切都取决于人体细胞在动物体内的活动能达到何种程度。如果它们扩散得比预想的要远,比如进入实验动物的大脑,那出于伦理原因,想要批准这样的试验估计就不可能了。

刘忠华是我国首例采用成体体细胞作为核供体的克隆民猪项目的负责人,他认为,从实际情况来看,这种技术路线是被学术界广泛认可的,但这种技术路线在实践过程中,人的细胞在动物胚胎中所占的比例还不是很高,离实际的应用还有很长的距离。

“此外,如果这些细胞在发育过程中,不仅仅是嵌合到了预期的器官中去,而是参与到了其他器官的发育,比如神经系统或者是生殖系统等,这时候就会带来非常复杂的伦理问题,这是大家对此类研究担心的主要原因。”刘忠华。

刘忠华强调,如何有效控制这些细胞,不朝向人们不希望它去的器官方向进行发育,是目前研究人员需要思考和研究的重点之一。

据刘忠华掌握的情况,目前在中国还没有出台专门针对做人与动物嵌合胚胎发育的管理政策。

“但是,科研工作者所在单位都有伦理委员会,在开展人与动物胚胎嵌合发育相关研究之前,都需要上报伦理委员会进行备案和审批。只有通过伦理委员会的审核之后,才能够开展相关的工作。所以,在我国尽管还没上升的政策层面,但是在体系内的管理上是非常严格的。”他说。

提高人类细胞占有的比例以及控制细胞去向是难点

刘忠华看来,目前该工作的研究难点,首先是如何提高人类细胞在动物的胚胎发育过程当中所占有的比例以及控制它的去向。

“因为该研究的终目标,是想在动物的体内发育出来人的器官,或者是以人的细胞为主体的器官,那么人类细胞在这个器官中所占的比例是非常关键的参数,从目前报道的情况可以看出,这个比例并不高。”刘忠华说。

中内博士(Hiro Nakuachi)的研究团队将人类干细胞导入绵羊胚胎中,形成二者的嵌合体。而此次实验所得的人—羊杂交动物中,人类细胞贡献非常小,几乎99%的基因来源于绵羊胚胎,其中人类细胞仅约10000个(或更少)。

刘忠华说,对于此次美国斯坦福大学的科学家首次培育出了人羊嵌合体,在实验中人类细胞在嵌合体中的一万个细胞里人类只占到了一个,相比此前的研究这已经是非常大的突破了,但由这个结果也可以看出,该项工作距离实际应用还有很长的路要走。

刘忠华认为,该研究工作第二个难点就是控制细胞的走向,目前的设计思路是把原来动物胚胎里控制某一个器官发育的关键基因敲除掉,这样动物本身就没有办法发育出来这个器官。

“比如胰腺,把羊或者猪相关基因敲除掉,胰腺就不可能由动物胚胎,也就是羊或者猪它自己胚胎细胞发育成,相当于这块儿出现了空缺,这个空缺按照理论设计,就会有移进去的人胚胎干细胞进行填充,从而就能够长出来一个人类细胞发育成的胰腺。”他说。

对于未来该项技术亟待突破的难点,刘忠华认为,首先,如何通过技术和理论的探索,来提高人细胞在这种嵌合胚胎发育过程当中参与的比例;其次,如何有效控制该细胞只朝着我们希望它发育的那个器官方向去进行发育,不参与我们不希望他发育的那些器官的发育,都是目前亟待解决的问题。

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