孙悟空拔毛吹变猴儿国, 圆了一个千禧中国梦！“华猴”弯道超车真能回避了生命科学难题吗？
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孙悟空拔毛变猴儿圆了一个中国梦！
“中华克隆猴”的“弯道超车”是否回避了世界生命科学的真正难题？
作者：刘实
前日笔者发表了《耍猴呢! “世界生命科学重大突破”: 华猴克隆说穿了不就是个“技术活”, 不过“猴精术”难点...... 》，明确指出一个令人尴尬的事实：
“想想为啥不用iPS 技术克隆 猴，而要回过头用 SCNT 技术？不是说用iPS 技术“拔根毛就可造出一群小猴吗？咋要走回头路、吃了二遍苦却还兴奋地又称世界性突破了呢？”
对于笔者所说的克隆猴就说穿了不就是个“技术活”吗？，似乎有人听了还很不高兴。有人在《科学网》还发表了一篇长文《体细胞克隆猴的重大科学意义 》，论述中华克隆猴的重大意义。
体细胞克隆猴的重大科学意义
秦逸人
2018年1月24日，生命科学顶级学术期刊Cell在线发表了中科院神经所关于Cloning of Macaque Monkeys bySomatic Cell Nuclear Transfer的文章[1]。当天下午，中国科学院在北京召开新闻发布会，宣布中科院科研团队突破了体细胞克隆猴这一世界难题-在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆。中科院院长白春礼，副院长丁仲礼、张亚平等出席发布会[2]。需要强调的是，此次发布会并没有设在该成果研究单位中科院神经所，而是中国最高研究机构中国科学院本部举行，并有正院长和2个副院长同时出席，可见国家对此次成果的极高重视。随后，克隆猴子的新闻几乎统领了国内各大媒体头版。因为我从事体细胞核移植方面的研究，且有师兄弟在神经所工作，所以该项重大研究成果我在发表2周前已知晓，且对于此铺天盖地的报道也均在预料之中。正因为如此的刷屏的新闻，我们也会看到一些反面的评论，如一些人认为此成果只是在“多莉”的基础换了一个物种，其基本思路、基本思想和技术没有实质性创新和突破，如果说其为重大突破，言过其实。也有人认为该项报道仅仅是一个像微雕一样的技术而已，既不能算理论的突破，也不能算真正的科学。作为一名从事体细胞核移植的研究人员[3-5]，我还是想特此评论一下该成果的重大科学意义。
一、科学概念(Scientific concept) 方面的重大突破和衍生
对于核移植(Nuclear transfer, NT) 的概念，德国胚胎学家汉斯-施佩曼(Hans Spemann)早在上世纪20年代就提出，直到60年代，英国发育生物学家约翰-格登(John Gurdon) 在两栖类动物爪蟾上实现了这一伟大设想[6,7]，首次获得体细胞核移植(克隆) 动物(荣膺2012年诺贝尔生理医学奖)。因为两栖类动物本身体外受精，当时的克隆技术并没有引起人们的过分关注，直到1997年英国科学家伊恩·威尔穆特(Ian Wilmut) 带领的团队(Keith Campbell完成的) 利用成年绵羊乳腺母细胞获得了第一只克隆羊Dolly[8]后，“克隆动物”这个概念才真正引起巨大轰动，因为这是克隆的是第一只哺乳动物，而人类作为最高级哺乳动物，人们就会联想到是否会出现克隆人，于是也相继出现了许多关于克隆人的科幻作品。随后相继有23种克隆的非灵长类哺乳动物(相对人而言较为低级的动物) 诞生[9]。也就是说，两栖类动物和相对低等的哺乳动物的核移植科学概念目前已经实现，但是最高等动物灵长类至今却没有。正是因为这篇文章，清晰的给了我们一个新的科学概念-最高级的灵长类动物也能实现体细胞核移植。这就是一个全新的核移植科学感念的诞生，故也是科学概念方面的重大突破。也就是说，体细胞核移植的发展经历了三级飞跃：
克隆两栖类动物- 克隆低等哺乳动物- 克隆最高级灵长类动物*
第一阶段 第二阶段 第三阶段
(*因为克隆人类受伦理制约，故非人灵长类为代表的)
看到这里，有些人可能会耻笑我，说：“不就是换了个物种，何必如此鼓吹？”。那我举以下例子进行论证。
1.试管婴儿(in vitrofertilization, IVF)。1959年杰出的华人科学家张民觉报道了第一例IVF兔，随后，张民觉与其学生日本科学家柳町隆造觉一起报道了IVF仓鼠，随后英国人罗伯特爱德华兹(Robert Edwards) 与其同事用此方法在1978年诞生了第一例试管婴儿，2010年其获得了诺贝尔生理医学奖，那是不是说爱德华兹没有什么原创性贡献，仅仅是换了个物种？
2.胚胎干细胞(Embryonic stemcells, ESCs)。1981年，Martin Evans获得了小鼠的ESCs，直到1998年，James Thomson实验室获得了人的ESCs，那我们也是不是说仅仅是换了一个物种，他的工作并不是重大突破？
3.iPS cells。2006年，Yamanaka通过OSKM四个转录因子获得了小鼠的iPS,当时并没有引起人们的轰动，直到2007年，他们和Thomson教授一起发表了关于人iPS的研究报道，才开启了一个新的时代，难道说人的iPS的研究也仅仅是换了一个物种，而没有多大突破吗？
可能也有人说，iPS,ESCs那都是做到了人，才有临床应用价值，而克隆猴子没多大突破。我觉得克隆猴子的价值和人iPS的价值旗鼓相当，克隆人无法获得也不会允许进行实验，那么在未来的生物医学研究领域，克隆猴子才发挥真正巨大的研究价值。
二、技术层面的重大突破
说起灵长类动物的研究，我们不得不要提的重要人物，那便是美国Oregon 灵长类研究中心的Shoukhrat Mitalipov教授。在灵长类核移植研究领域，Mitalipov可以说几乎独霸世界。2007年，Nature以封面文章刊登了Mitalipov首次获得恒河猴核移植ESCs的研究[10]。2013年，Mitalipov在Cell上第一次报道通过体细胞核移植技术得人的NT-ESCs[11]。这说明其团队研究灵长类动物核移植的水平是多么的娴熟和强大。而随后，他们开始从事克隆非人灵长类动物的研究，他们使用了15,000多个猴子卵子。当时，虽然他能从人类和猴子的克隆胚胎中提取干细胞系，但是怀孕的灵长类动物最终未能诞下活胎。但是移植的胚胎均以流产而告终[12]。而Mitalipov在Nature new的报道中说：“应该恭喜中国科学家。我明白其中的难度有多大。”[12]
对于核移植而言，可能许多人会说这仅仅是个技术，我觉得这句话是错误的，他们没有真正理解什么事科学和技术。我觉得核移植是由纯粹的科学概念所衍生的技术。我们都知道，科学和技术不是一回事，科学可以转变为技术，而技术本身也会帮助我们建立新的科学概念。比如NT、IVF、PCR、iPS、ESCs、Freeze-Etching等等，这些都是有科学概念所衍生的技术，本身就是科学，随后由于其体系的成熟，演变为技术，而这些技术作为我们的新的研究手段，又同时帮助我们去创造出新的科学。NT便是是最典型的例子之一，既从一个科学概念(-一个高度分化的成熟细胞完全可以再回到Totipotent状态) 转化为一个完全成熟的技术。而NT这一技术的掌握，是需要花操作者很大的经历去摸索和实践的。而我做为一个专业的核移植研究人员，最为了解。因为我主要研究小鼠体细胞核移植(我在2006年读博士研究生期间开始学习核移植的，几乎每天凌晨3点起床操作，博士3年主要就研究这个)，不同物种的核移植方法各不相同，差别很大。最难操作的当属灵长类的猴子和人的胚胎。而该文章的第一作者刘真博士(刘博士目前第一作者已经发表一篇Nature[13]和本篇Cell文章[1]) 便是核移植的顶尖高手[14]。刘博士可以在52秒内完成6个猕猴卵母细胞的“去核”过程。同样，“注核”过程刘真也练得炉火纯青，仅15秒就可以完成一次操作。这样的高超技术，可能连核移植世界大碗Mitalipov都得该败下风。说到这里，可能有人又反驳我了：“这就是个微雕一样的技术，不算大的突破，也不能算真正的科学”。那我就Argue了，请问外科医生，尤其手外科，神经外科，显微外科医生，手术做的好，说明他们也仅仅是能工巧匠，雕虫小技而不是科学吗？那为何那么多外科医生也能当中科院院士？
另外，刘真博士等也结合最新的关于核移植机制的研究报道，在克隆猴的过程中注射了H3K9me3甲基化去甲基化酶KDM4d [15,16]，进而优化灵长类核移植体系。故综合他们精巧的操作技术结合最新的研究报道，在技术层面获得了重大突破。可能有人说，结合别人的研究成果，这也是突破吗？答案是肯定的。牛顿的众多研究也是建立在其他伟人如伽利略等人的研究之上的，而Mitalipov获得人NT-ESCs的关键一步也是别人报道所用的我们经常喝到的一个小分子caffeine [11]。
三、重大的科学研究价值
众所周知，我们现在最常用的模式动物如小鼠，虽然其最大的优势是可以获得消除个体差异的近交系，但是其和人类相距甚远。而与人类最相近的实验动物就是猕猴。然而，我们实验室所获取的猕猴却没有遗传背景一样的，那篇是双胞胎。这就需要大量的实验猴子来重复。然而，通过体细胞克隆技术，便可解决这个重大难题。另外，我们可以通过在体细胞水平(本文中所用的胚胎成纤维细胞也是属于终末分化的体细胞其可以体外传代培养和遗传操作，并非多能的胚胎卵裂细胞，此处有人常混淆)进行基因修饰等操作，然后克隆出我们想要的KO or KI的猕猴，而像以往在胚胎中进行操作且有个体差异，此方法更为简洁，几乎能能做点点对点的制作几乎一样的模型动物。如果以后用模型动物，用6只以上的同一个体体细胞的克隆克隆猴子便能充分说明问题。故本项研究的价值至关重大。因此，可以说：“这篇论文标志着生物医学研究开启了一个新时代。”[12]
参考文献
1.LiuZhen, Cai Yijun, Wang Yan, Nie Yanhong, Zhang Chenchen, Xu Yuting, Zhang Xiaotong,Lu Yong, Wang Zhanyang, Poo Muming, Sun Qiang. Cloning of MacaqueMonkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer. Cell, 2018 Jan 24.
2.http://www.cas.cn/yw/201801/t20180125_4633576.shtml
3.QinY, Ji H, Wu Y, Liu H. Chromosomal Instability of Murine Adipose Tissue-DerivedMesenchymal Stem Cells in Long-Term Culture and Development of Cloned Embryos.Cloning Stem Cells. 2009;11(3):445-52.
4.QinY, Lin J, Zhou C, Yin Q, Xie Z, Zhang X, Liu X, Gao W, Li J. Mice cloned fromwhite adipose tissue-derived cells. J Mol Cell Biol. 2013;5(5):348-350. (Coverstory).
5.QinY, Qin J, Zhou C, Li J, Gao WQ. Generation of Embryonic Stem Cells from MouseAdipose-tissue Derived Cells via Somatic Cell Nuclear Transfer. Cell Cycle.2015a;14(8):1282-90.
6.GURDONJB, ELSDALE TR, FISCHBERG M. Sexually mature individuals of Xenopus laevis fromthe transplantation of single somatic nuclei. Nature. 1958 Jul5;182(4627):64-5.
7.GURDONJB.The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cellsof feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol. 1962 Dec;10:622-40.51 39842 51 20371 0 0 1927 0 0:00:20 0:00:10 0:00:10 4669n>
8.WilmutI, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH.Viable offspring derived fromfetal and adult mammalian cells. Nature 1997; 385(6619): 810-813.
9.Rodriguez- Osorio,N., Urrego, R., Cibelli, J.B., Eilertsen, K., and Memili, E. (2012).Reprogramming mammalian somatic cells. Theriogenology 78, 1869–1886.
10. ByrneJA1, Pedersen DA, Clepper LL, Nelson M, Sanger WG, Gokhale S, Wolf DP,Mitalipov SM. Producing primate embryonic stem cells by somatic cell nucleartransfer. Nature. 2007 Nov 22;450(7169):497-502. Epub 2007 Nov 14.
11. TachibanaM1, Amato P, Sparman M, Gutierrez NM, Tippner-Hedges R, Ma H, Kang E, Fulati A,Lee HS, Sritanaudomchai H, Masterson K, Larson J, Eaton D, SadlerFredd K,Battaglia D, Lee D, Wu D, Jensen J, Patton P, Gokhale S, Stouffer RL, Wolf D,Mitalipov S. Human embryonic stem cells derived by somatic cell nucleartransfer. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1228-38. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.006.Epub 2013 May 15
12. https://www.nature.com/articles/d41586-018-01027-zc
13. Liu,Z., Li, X., Zhang, J., Cai, Y., Cheng, T., Cheng, C., Wang, Y., Zhang, C., Nie,Y., Chen, Z., Bian, W., Zhang, L., Xiao, J., Lu, B., Zhang, Y., Zhang, X.,Sang, X., Wu, J., Xu, X., Xiong, Z., Zhang, F., Yu, X., Gong, N., Zhou, W.,Sun, Q.* & Qiu, Z.*（2016）Autism-like behaviours and germlinetransmission in transgenic monkeys overexpressing MeCP2. Nature 530:98-102
14. http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/1/401290.shtm
15. Matoba,S., Liu, Y., Lu, F., Iwabuchi, K. A., Shen, L., Inoue, A., & Zhang, Y. Embryonicdevelopment following somatic cell nuclear transfer impeded by persistinghistone methylation. Cell, 2014; 159(4), 884-895.
16. Liu,W., Liu, X., Wang, C., Gao, Y., Gao, R., Kou, X., ... & Gao, S. Identificationof key factors conquering developmental arrest of somatic cell cloned embryosby combining embryo biopsy and single-cell sequencing. Cell discovery, 2016; 2,16010.
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该文结尾时称：“如果以后用模型动物，用6只以上的同一个体体细胞的克隆克隆猴子便能充分说明问题。故本项研究的价值至关重大。因此，可以说：“这篇论文标志着生物医学研究开启了一个新时代。”[12]”
可点击“这篇论文标志着生物医学研究开启了一个新时代。”的参考文献[12]
12. https://www.nature.com/articles/d41586-018-01027-zc
笔者只见到：
再细看被吹上天的“中华克隆猴”《细胞》牛文 ，
发现这个研究的过程基本上就是“摸着石头过河”。
如果公布这个研究的进展过程，大家一定会看到这个研究的“成功”还真是建立上“失败之母”基础上的。
或许，研究者开始可能还真是试过“孙悟空拔毛变猴”能否成功，用成年的“猴毛”（皮肤细胞）作为换核的供体来做SCNT（体细胞核移植）实验，但却没法成功。
于是，研究者换成与卵子靠近的体细胞，即包裹卵子的“卵丘细胞”（cumulus cells），而且还是同一卵子的卵丘细胞用于同一体细胞核移植实验。但是即使用如此“近水楼台”的体细胞，结果还是“未得月”- 最好的实验结果是得到两只克隆猴但都生后就夭折。
不得已，研究者还是打起了胚胎的主意，用流产的猴胚作为体细胞的供体，但即使这样，体细胞核移植效果也还是不佳。
咋整？
正好这时海外有实力的华科给力了！
谁呀？
张毅！
笔者知道张毅还是2008年的时候，当时，他入选2008年生命科学十大风云人物的候选人 ：
非常牛人：张毅--科学观察评最新10大顶尖作 者
张毅是谁？这么牛！生物通编辑检索了一篇，发现北卡罗莱纳大学医学院生物化学与生物物理学系教授，霍华德·休斯医学研究院(HHMI)研究员的张毅教授应该就是这个令人无比敬仰的牛人。看看他的实验室主页中的发表文章，满眼的CNS（Cell，Nature，Science）文章耀得眼都花了。北卡莱罗纳大学Howard Hughes Medical Institute此次名列学术机构前10名的首位。不完全统计，张毅教授实验室2001年到2006年间发表3篇Cell，4篇Science，3篇Nature和1篇Nature 子刊。2007年还有2篇Cell，1篇Nature和Nature子刊3篇。不单高产，质量也非常之高。张毅教授去年曾经回国访问，分别在中科院生物物理研究所和上海生科院做了报告。回头看看国内的SCI之争，为啥我们文章发SCI收录期刊就这么难呢？咱们发篇Science就那么了不得，人家怎么就一篇接一篇的发Cell啊？水平问题。我们是否应该更关注如何提高研究水平？
嘿！居然在牛人的身边就有一个牛人，那赶紧去套个近乎吧！于是笔者给张毅发出了下面友好的电子信：
不过，有些牛人还真是牛，张毅居然连个信都不回。
但这其实并不要紧，要紧的是他（一定）看过笔者的一些东西，因为笔者发现他后来的一些研究还越来越“靠谱”了。
张毅后来去了哈佛大学，也越来越“一发不可收拾”。这不，他还仔细研究为什么体细胞核移植成功率不高的原因。
张毅实验室还真的发现了一些影响体细胞核移植胚胎发育的因素。
但这些发现基本上还是笔者早就发表的论文所指出的（大体是）表观遗传范畴的一些东西。
2016年，笔者再次致信张毅，
但在“主流”里混得如鱼得水的张毅还是不鸟笔者以实名参与主编的这个小小的《蝌蚪士》。
不过，这倒也没啥关系，只要有人明白表观遗传是克隆成败的一个关键因素就行了。
刘真就灰常聪明的认识到这点。他把张毅的一些具体的“新发现”及时用于他摸着石头过河” 的“克隆猴”实践中。
刘真论文引用的关键文献其实就有张毅实验室的下面两篇：
所以，如果说刘真克隆猴的成功技术上归功于他的手巧，但科学上应感谢张毅实验室的发现。
不过，话说回来，刘真克隆猴的成功最终还是应感谢他学会了“弯道超车”,不像前人那样“死撞南墙不回头”，硬是要拿成年的体细胞作供体。结果是“从失败走向失败”。
那么，为什么用成年体细胞就那么难搞成体细胞克隆，而“脑筋一转弯”回到用胚胎体细胞就“不轻易”也成功呢？
还是请大家细看一下笔者这个基于细胞生殖理论的新生命科学对多细胞生命的框架性图解吧：
咋地！看不出什么名堂？
那么，给个下面的提示：
如果大家看懂了“刘氏生命科学”，或许就会明白，刘真用胚胎细胞（含密度高的年幼干细胞）做供体虽然“弯道超车”胜过了用成年细胞（含密度低的年老干细胞）做供体而实现了“中华克隆猴”的成功，但这个成功实际上回避了世界生命科学的一个重要难题：（干）细胞会衰老吗？（所有）细胞衰老的机制是什么？
而用胚胎猴的年幼干细胞进行“体细胞核移植”，实际上还不是真正传说意义上的孙悟空拔毛变猴。还不说见过，有谁听说过娘肚子里的猴胚可以“拔毛变猴”的？那不是更神的神话吗？