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2000个人兽嵌合体?人体器官农场已悄然迈出第一步

2017-01-28 DeepTech深科技



每天,美国有22人在等待器官移植时死亡。但当科学家可以通过在动物宿主中培育肝脏或肾脏或胰腺的替代品,医用器官短缺的状况可能结束。无论如何,虽然挫折不断,本周还是有更多的理由比以往任何时候都相信,这个希望未来可能将成为现实,但随之而来的是更大的争议。

 

一个注入了人类干细胞、4周大的猪胚胎。(图片来自索尔克研究所)


本周四,来自美国加州的科学家们公布了一种争议巨大的研究:人体器官动物农场,即在猪身上培育人体器官。从华盛顿到梵蒂冈的政策制定者们对这类研究也是一直摇摆不定、苦恼万分。

 

研究的主要方向是将人类干细胞与动物胚胎相融合,然后在所谓的“嵌合体”(Chimeras)中培育人类器官组织。

 

著名的索尔克研究所(Salk Institute)位于美国加州。根据本周四发表于《Cell》杂志的文章描述,这里的科学家们将人类干细胞注入超过2000个猪胚胎中,并使这些胚胎在母猪体内生长4周。

 

但实验并不是很成功,只有很少的人类细胞存活下来,而且这些人类细胞对胚胎生长也没什么作用。但科学家们还是声称,这类实验室是向“人类器官农场”迈出的第一步。

 

“人兽嵌合体”的存在DT君在去年早些时候就做了报道,当时我们报导了几个研究团队如何将人类细胞注入绵羊和猪胚胎中。

 

然而,在最新的报导中,没有任何“嵌合体”胚胎能活过数周,更不用说正常出生了。而且人类细胞在整个实验过程中也未起到任何作用,“人兽嵌合体”可能造成的恐怖后果貌似也不会马上到来。

 

但不论目前的实验结果如何,整个实验流程都在决策者们的监控之下进行,毕竟,这种耸人听闻的科研计划完全有可能带来令人意想不到的后果:比如一头长着人类大脑的猪。

 

人类细胞(绿色)在四周大的猪胚胎体内分化成内胚层祖细胞(红色)


美国国立卫生研究院(NIH)也是基于这方面的考虑,于2015年停止继续资助这类研究项目。但后来该机构又取消了禁令,前提条件是所有研究必须在一个特别委员会的监管下进行。

 

NIH的有条件开放研究同时也接受来自公众的建议,当然,在NIH收到的22000份意见中,绝大多数都是反对声。有意思的是,大多数建议是通过美国天主教主教团,及其相关宗教组织发出,严厉批评“人兽嵌合体”滥用纳税人的钱从事“模糊人类与非人类动物间的界限的研究”。难怪梵蒂冈也会少见的对某种科学研究表现出极大的关注了。

 

NIH科学政策办公室主任CarrieWolinetz表示,他们还没有对“人兽嵌合体”研究制定最终政策法规,有人认为此类研究可能会遭到美国新任总统唐纳德·特朗普的强烈反对。“我们并没有和新政府谈及此事,”Carrie说道。“特朗普政府没跟我们聊过这事儿,但我们会按自己的节奏继续推进。”

 

周四发表论文的主要作者Juan Carlos Izpisua Belmonte(后)和 Jun Wu(前)。(图片来自索尔克研究所)

 

最新发表的研究由Juan Carlos Izpisua Belmonte的实验室负责,他的专业就是研究如何将细胞植入胚胎。

 

据Belmonte透露,2016年1月,教宗方济各亲自向他授予了研究许可。但后来梵蒂冈辩称“绝无此事”,加上索尔克研究所出面表示Beltmonte不便对此事发表评论,使得原本只是一项有争议的科研项目,变成了一出涉及多方的悬疑剧。

 

其实,科学家们已经在同类型物种中实现了细胞融合。

 

对小鼠胎儿心脏发育起作用的大鼠细胞呈红色,科学家们正在尝试物种间混合来寻找新的器官来源。


本周三,斯坦福大学生物学家Hiromitsu Nakauchi在《自然》杂志发文,描述了如何在大鼠体内培养了一个小鼠胰腺,并将胰腺移植回小鼠体内,从而成功治好了小鼠的糖尿病。

 

同样,Belmonte在其研究报告中也提到,他已经可以“混合”啮齿类动物,比如通过来自大鼠的“补丁”来制造小鼠,甚至包括皮毛,这听起来就有点惊悚了。

 

为了让外来细胞获得更高的生存几率,并发挥它们的作用,Belmonte和他的团队解释了他们如何使用基因编辑技术CRISPR来改造小鼠胚胎,从而让小鼠体内用于生长胰腺、心脏或眼睛的基因不发挥作用(也被称为沉默)。可是,一旦动物没有了这类基因,将无法存活,哪怕有幸出生,也将是畸形。

 

但如果加入了来自大鼠的胚胎细胞,就会填补确缺失的小鼠细胞,并使器官生长正常化。同理,用这种方式也有可能被用在将人类细胞注入猪或绵羊等动物体中,来培养某些特定器官,比如肾脏。

 

但Belmonte的研究结果表明,即便是让人类细胞在猪胚胎中存活就很困难了,更不用说胚胎在母体中发育成形,原因很可能是因为人类与猪的基因差别实在是太大了。

 

斯坦福的Nakauchi也称自己的实验结果“非常不乐观”。他发现,人类细胞一旦进入动物体内就“无法融合和共生”。

 

这次发表的新论文的联合作者、加州大学戴维斯分校的兽医Pablo Ross表示,将人兽嵌合体胚胎植入母猪体内的实验还将继续,不过步伐会放放慢。研究团队会考虑其他能让人类细胞生长的方法,包括预先通过CRISPR技术编辑猪胚胎。



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