中国上海的生物学家创造了第一个灵长类动物,其克隆技术类似于克隆多莉绵羊和近二十种其他物种的技术。直到现在,该方法仍无法产生活灵长类动物。
研究人员希望使用这种改良的技术来开发具有相同遗传特征的灵长类动物种群,以提供人类疾病(例如癌症)的改良动物模型。1月24日在Cell1中描述的这项技术还可以与CRISPR'as9等基因编辑工具结合使用,以创建人类疾病(包括帕金森氏病)的基因工程灵长类动物脑模型。
“他的论文确实标志着生物医学研究新时代的开始,”上海中国科学院神经科学研究所(ION)研究脑病的神经科学家熊志奇说。他没有参与克隆项目。
但是,这一成就也可能引起科学家和公众的关注,即该技术可能被用于创造克隆人类。这项研究的合著者,ION主管蒲慕明(Mu-Ming Ming Poo)说:“技术上,克隆人没有障碍。”Poo说,但是ION只对为研究小组制造克隆的非人类灵长类动物感兴趣。想要生产出基因上相同的猴子。那是我们唯一的目的。
尽管使用标准克隆技术进行了许多尝试,但事实证明灵长类动物难以复制。在该方法中,将供体细胞的DNA注入已去除自身遗传物质的卵中。
ION研究人员孙强和刘震结合了其他小组开发的几种技术来优化程序。一种技巧是消除当胚胎细胞转变为特化细胞时发生的DNA化学修饰。研究人员用胎儿细胞的DNA而不是活后代的细胞获得了更大的成功。
他们利用胎儿细胞创造了109个克隆的胚胎,并将近四分之三植入了21只代孕猴子。这导致六次怀孕。两只长尾猕猴(Macaca fascicularis)幸免于难:现在已经八周的钟忠和花花了六周。便便说,到目前为止,两人看起来都很健康。该研究所现在正在等待另外六个克隆的诞生。
俄勒冈州波特兰健康与科学大学的克隆专家Shoukhrat Mitalipov表示,应该祝贺中国团队。米塔利波夫说:“知道这有多难。”他估计自己在2000年代的克隆尝试中使用了15,000多个猴卵。尽管他能够从克隆的人类和猴子胚胎中产生干细胞系,但他的团队灵长类动物的怀孕从未导致活产。
作为研究人类疾病的模型,与非克隆动物相比,克隆动物具有一些明显的优势。加利福尼亚拉霍亚市萨尔克生物学研究所的计算神经生物学家特里·塞诺夫斯基说,在非克隆动物的实验中,很难知道测试组和对照组之间的差异是由治疗还是由遗传变异引起的。他说:“与克隆动物打交道大大降低了遗传背景的变异性,因此只需要较少的动物。”
帕金森研究
塞诺夫斯基还说,灵长类动物的大脑是研究人类精神障碍和退化性疾病的最佳模型。Poo说,克隆猴子的能力可能会复兴灵长类动物的研究,而在大多数国家,这种研究已经下降。他说,仅使用十个克隆就可以完成目前使用数百只猴子的帕金森氏病实验。
ION的神经科学家Chang Hung-Chun也说,灵长类克隆技术将很快与基因编辑工具结合起来,以研究灵长类动物大脑中的人类遗传疾病。Chang说,基因编辑已经用于发育中的猴子胚胎,但是这留下了一些细胞未被编辑的可能性,从而影响了结果。
通过克隆,可以在将供体细胞注入卵子之前对其进行编辑。Poo希望在一年之内克隆出猴子,这些猴子的细胞已经过基因编辑以模拟昼夜节律紊乱和帕金森病。
受到灵长类动物研究前景的鼓舞,上海市计划为国际灵长类动物研究中心筹集大量资金,预计该中心将在未来几个月内正式宣布。该中心将为全球科学家生产克隆。“这将成为灵长类神经生物学的核心”,Poo说。他说,制药公司已经有很高的需求,他们希望使用克隆的猴子来测试药物。
尽管由于伦理学上的反对,大多数生殖生物学家不太可能考虑使用该技术克隆人类,但米塔利波夫担心可能会在私人诊所尝试这种技术。
中国有禁止生殖克隆的准则,但没有严格的法律。它还缺乏执行干细胞治疗规则的严格记录。其他一些国家(尤其是美国)根本没有禁止生殖克隆。Poo说:“现在只有法规可以制止它。”“社会必须对此予以更多关注。”
自然553,387-388(2018)