大陸在生物科技領域又取得重大突破,據新華社報導,中國科學院宣布,世界上首隻體細胞克隆猴(複製猴)「中中」已於2017年11月27日誕生,十天後第二隻複製猴「華華」誕生,並且在本月25日登上國際權威學術期刊《細胞》的網路首頁。
自1996年第一隻複製羊「桃莉」誕生以來,過去21年,各國科學家利用體細胞先後複製了牛、鼠、貓、狗等動物,但一直未能跨越與人類最相近的非人靈長類動物的「屏障」。
報導稱,「中中」和她的妹妹「華華」的基因,都來自同一個流產的雌性獼猴胎兒。科研人員提取了這個獼猴胎兒的體細胞(非生殖細胞),通過技術手段將其細胞核「植入」若干個「摘除」了細胞核的卵細胞。「中中」是第一個發育成型並順利誕生的幸運兒。
中國科學院神經科學研究所研究員孫強說,「這意味著中國將率先建立起可有效類比人類疾病的動物模型。」利用複製技術,未來可在一年時間內,培育大批遺傳背景相同的模型猴。這既能滿足腦疾病和腦高級認知功能研究的迫切需要,又可廣泛應用於新藥測試。
孫強表示,如果實驗對象的遺傳背景不同,「實驗組」和「對照組」的說服力就不夠強。傳統醫藥實驗大量採用白老鼠,很大程度上是因為鼠類可通過快速近親繁殖,培育出大量非常相似的小鼠。
但由於白老鼠和人類相差太遠,針對白老鼠研發的藥物在人體檢測時大都無效或有副作用。據瞭解,這是目前絕大多數腦疾病研究無法取得突破的一個主要原因。
中科院神經所所長蒲慕明院士指出,複製猴的成功,將為腦疾病、免疫缺陷、腫瘤、代謝等疾病的機理研究、干預、診治帶來前所未有的光明前景。「這是世界生命科學領域近年來的重大突破。」
至於複製猴為何困難?報導稱,從第一隻複製羊到第一隻複製猴,歷時21年。期間,各國科學家先後複製出牛、鼠、豬、貓、狗等多種動物,但對猴子一直無能為力。
2003年,權威學術期刊《科學》曾發表美國匹茲堡大學醫學院研究人員的一篇論文稱,以現有技術複製靈長類動物「是行不通的」。
最接近成功的一次實驗是在2010年,由美國俄勒岡靈長類研究中心著名科學家米塔利波夫率領團隊成功移植了複製猴胚胎,但胚胎發育至81天,以流產告終。
孫強表示,複製猴主要有三個難點。難題一,是細胞核不易識別,「去核」難度大。作為受體的卵細胞,必須先把細胞核「摘除」,才能容納體細胞的細胞核這個「外來戶」,但猴的卵細胞核去核難度非常大。
孫強研究團隊中的博士後劉真是「去核」的主要操作者。借助顯微設備,劉真用一雙巧手反覆練習,在最短時間內、用最小損耗完成「去核」工作,為後續的複製工作奠定重要基礎。
難題二,是卵細胞容易提前啟動。複製過程中,體細胞的細胞核進入卵細胞時,需先「喚醒」卵細胞,然後才啟動一系列發育「程序」。因此,「喚醒」的時機要求非常精準。但使用傳統方式,猴的卵細胞很容易被提前「喚醒」,往往導致複製「程序」無法正常啟動。
難題三,是體細胞複製胚胎的發育效率低。被轉移到卵細胞裡的細胞核,突然要扮演受精卵的角色,「趕鴨子上架」很不適應,需要科學家採取多種手段「保駕護航」。如果「保駕」不力,絕大多數複製胚胎都難以正常發育,往往胎死腹中。
經過五年努力,孫強團隊成功突破了複製猴這個世界生物學前沿的難題。通過DNA指紋鑒定,「中中」和「華華」的核基因組信息與供體體細胞完全一致,證明姐妹倆都是正宗的「克隆猴」(複製猴)。
在成功完成複製猴之後,下一步會不會對人類進行相關研究?蒲慕明說,「克隆非人靈長類動物的唯一目的是服務人類健康,但科研人員不考慮對人類進行相關研究。」
科學家認為,由於猴子與人在基因方面非常相近,複製猴研究對於開發治療人類疾病的新療法等將會起到巨大的促進作用。
「這也是『全腦介觀神經聯接圖譜』國際大科學計畫的關鍵技術。」蒲慕明說,中國目前在該領域處於國際領跑地位,將進一步使中國成為世界腦科學人才的匯聚高地。
中科院院長白春禮表示,除了在基礎研究上有重大意義外,此項成果也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,為應對中國人口健康領域的重大挑戰做出貢獻。
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