中國科學家創造出兩隻「豬猴混合體」,是為了解決怎樣的問題,前景如何?
據 NewScientist 報道,幹細胞與生殖生物學國家重點實驗室的一組研究人員通過在豬胚胎中添加靈長類動物細胞,首次創造「豬猴嵌合體」。嵌合體是包括不同基因型活細胞所構成的任何生物體。簡而言之,研究人員將猴子細胞添加到了豬的胚胎中,然後觀察了出生的仔豬。
導讀:
器官移植是治療器官衰竭病人最有效的手段,但目前中國人體器官捐獻的供需僅有1:30。
運籌學與管理科學研究協會發表在 INFORMS(The Institute for Operations Research and the Management Sciences)的一項研究指出,全世界每天有18人在等待移植中死亡,每10分鐘就有一名新病人加入器官移植名單。
通過多能幹細胞進行異種嵌合被認為是有可能在動物體內獲得人類器官的方法,期許能夠補充器官移植的巨大需求以及解決移植排斥問題【1】。
2010年大鼠器官在小鼠胚胎內成功構建。利用大鼠的多能幹細胞(pluripotent stem cells,PSC)與PDX-1缺陷(pancreatic and duodenal homeobox-1 deficient)的小鼠胚胎形成嵌合體則能夠得到具有正常生理功能的大鼠胰腺【2】。類似的研究也可以從裸鼠中得到大鼠的胸腺組織。
自20世紀70年代以來,世界各國的科學家們一直在以異種嵌合體,如綿羊-山羊嵌合體、大鼠-小鼠嵌合體等回答一些基礎發育生物學問題。
目前小鼠是主要的嵌合宿主,但是由於嚙齒動物和人之間的胚胎大小和妊娠期區別過大,需要尋找其他更為合適的嵌合宿主。
Juan Carlos Izpisúa Belmonte帶領的團隊首次在大型動物中實現了嵌合研究【1】。該團隊成功的將hPSC整合到豬的胚泡中,成功實現了hPSC在早期豬胚胎中存活。
但近年來多項研究結果表明人類胚胎幹細胞在大動物胚胎內的嵌合難度大,仍需要解決大量的基礎科學問題,且相關的倫理問題阻止了人類嵌合體在胚胎後期的研究。
靈長類PSC具有與hPSC相似的多能分化能力,是很好的研究嵌合體形成器官的模型。非人靈長類動物的異種嵌合體也是研究疾病、生長發育以及器官移植的潛在模型。有研究發現食蟹猴來源的PSC也可以在最佳的培養條件下存活於嵌合體中。
研究解讀
近日,中國科學院中國科學院動物研究所和中國科學院幹細胞與再生醫學創新研究院周琪、李偉和海棠課題組(助理研究員付銳、余大為、博士生任吉龍、李崇陽為共同第一作者)在Protein Cell(也是BioArt創始人擔任執行主編的一本期刊)雜誌上發表了題為Domesticated cynomolgus monkey embryonic stem cells allow the generation of neonatal interspecies chimeric pigs的文章。
研究團隊評估了食蟹猴胚胎幹細胞在豬中的嵌合能力,通過優化其培養和嵌合系統,增強食蟹猴胚胎幹細胞的抗凋亡能力,改善嵌合胚胎的發育,最終獲得了兩個食蟹猴-豬嵌合體。