体细胞克隆猴难题如何攻破？克隆猴方面我国还有哪些新进展？

2017年底，世界上首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”在中国科学院神经科学研究所诞生。

这一重大成果，确立了我国在非人灵长类研究领域的领先优势，引起了全世界的关注，克隆猴也成为了近年来的网上热词。

“中中”和“华华”

那么，中国科学家们是如何攻克克隆灵长类动物的世界性难题的？这两年，克隆技术方面我国还取得了哪些成果？今天的“大国科技范”栏目，我们就来一起走近克隆技术。

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灵长类动物体细胞克隆的难题

1952年，人类第一次用细胞核移植技术成功发育出胚胎，美国科学家罗伯特·布里格斯（Robert Briggs）和托马斯·金（Thomas King）进行了104次核移植，培育出35个胚胎，最终有27个成长为蝌蚪。

广义上的“克隆猴”也在1999年被唐·沃尔夫（Don P. Wolf）培育成功。

不过那时候利用的是胚胎分离的方式，相当于把一只猴子的胚胎分成多份，每一份再被培育成一只新的猴子，用人为的方式，把普通的猴子胚胎变成双胞胎、多胞胎。

这种方式更加容易实现，技术上比我们今天介绍的灵长类体细胞克隆简单得多。

真正的克隆是将体细胞的细胞核取出，替换掉卵细胞原本的细胞核，然后诱使被人工组装的卵细胞分裂，并发育成正常胚胎，这种克隆方式被称为“体细胞核移植重编程”。

体细胞克隆技术过程解析

体细胞克隆技术一直是生物学家公认的难题。在1996年7月5日克隆羊多莉诞生之后，科学家们也克隆出很多哺乳动物，不过体细胞克隆猴却一直没有成功。

猕猴属于灵长类动物，克隆难度更高。一是因为灵长类动物的卵细胞非常敏感，小小的挤压都会导致其失去活性。

二是因为灵长类动物的核细胞很“恋旧”，体细胞细胞核在受体卵母细胞中难以被重编程，导致胚胎发育率极低。

舒凯拉特·米塔利波夫（Shoukhrat Mitalipov）是唐·沃尔夫的学生，在世界最顶尖的非人灵长类研究机构——美国俄勒冈健康与科学大学研究克隆猴二十多年，一直没有成功。

米塔利波夫在21世纪前10年尝试克隆时，使用了15000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（他制备的克隆猴在怀孕81天后流产）。所以，克隆猴曾是一个国际性难题。

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中国科学家突破难题

2017年，中国科学家成功克服了这些难题，获得体细胞克隆食蟹猴“中中”和“华华”。

中国科学院孙强团队对克隆技术进行了优化。针对卵细胞敏感、脆弱、易失去活性的问题，研究人员利用几年的时间苦练技术，能在10秒之内对卵母细胞进行细胞去核操作，然后在15秒之内将体细胞核注入到卵母细胞当中，快速高效地操作使得卵细胞保持了活性。

另外，研究人员利用HVJ-E病毒处理卵细胞，并采用压电驱动的显微操作方法，注入去核卵母细胞并介导其融合，降低卵母细胞的敏感性，减少对卵细胞的挤压。

针对核细胞重编程不完全的问题，研究人员在克隆过程中加入了一种叫做Kdm4d的酶，擦除掉体细胞核基因中一些关键的表观遗传修饰，让这枚体细胞核“忘掉”之前的任务，全心全意地指导胚胎发育，提高克隆囊胚的发育率。

克隆猴简易流程图

“中中”和“华华”的诞生，标志着中国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。

克隆猴的诞生，对于人类疾病的研究意义重大，克隆猴的出现有利于研究人脑，推动孤独症、抑郁症、帕金森病等脑疾病的治疗研究，并推动免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。

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克隆猴新进展

在“中中”“华华”之后，中国克隆猴研究方面也取得了一些新的成果。

2018年初，克隆猕猴家庭迎来第三个成员“梦梦”。

2019年1月，中国的克隆猴团队再获佳绩。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心研究团队在我国顶级综合英文期刊《国家科学评论》在线发表了《BMAL1敲除猕猴表现出睡眠紊乱与精神相关异常》和《利用体细胞核移植技术克隆基因敲除猴模型》两篇论文，首次披露了世界首例生物节律紊乱的体细胞克隆猴模型。

早前（2016年年中），研究人员利用CRISPR/Cas9技术成功构建世界首批核心节律基因BMAL1被敲除的猕猴模型。在此基础上，他们通过一只症状最明显的公猴的体细胞，克隆出5只表现出类似精神分裂症状的小猴。

这项进展说明，中国科学家已可以批量生产遗传背景均一的疾病猕猴模型，会有助于缩短药物研发周期，提高药物研发成功率，促进生命科学和医学的发展。

体细胞克隆猴方面取得的一系列成果，标志着我国在克隆猴领域的科研终于领跑了世界。期待未来随着我们国家的强大，会有越来越多的科学技术领先世界。

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