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▎藥明康德內(nèi)容團隊編輯 今日，由中美科學(xué)家共同領(lǐng)銜的一支科研團隊宣布他們制造出了首個由人類細胞和猴子細胞共同組成的胚胎，并將結(jié)果發(fā)表在了《細胞》雜志上。“這篇論文是干細胞和跨物種嵌合體領(lǐng)域的里程碑?！币敶髮W(xué)的一位干細胞生物學(xué)家在《科學(xué)》雜志的報道中評論道。另一方面，《自然》雜志則對潛在倫理問題進行了更多的探討。
▲本研究的通訊作者包括譚韜教授、吳軍教授、季維智教授、牛昱宇教授四位華人學(xué)者（圖片來源：論文官網(wǎng)截圖）自上世紀(jì)70年代起，科學(xué)家們就在研究跨物種的嵌合體，以了解早期發(fā)育如何進行，或是尋找在醫(yī)療上的潛在應(yīng)用。2017年，科學(xué)家們將小鼠干細胞發(fā)育成的胰臟，移植到了大鼠的胚胎中，治好了后者的糖尿病。但在同一年，美國Salk研究所的Juan Carlos Izpisúa Belmonte教授在親緣關(guān)系較遠的動物身上卻沒有取得積極的成果——他們將人類的干細胞植入到了豬的胚胎里。幾周后，大約每10萬個細胞里，只有1個細胞屬于人類。
▲本研究的通訊作者之一Juan Carlos Izpisúa Belmonte教授（圖片來源：Salk研究所官網(wǎng)）Belmonte教授也是本次人-猴混合胚胎的負(fù)責(zé)人之一。在本研究中，科學(xué)家們使用了和人親緣關(guān)系更近的動物——猴子。他們先從猴子體內(nèi)分離出了受精卵，在培養(yǎng)皿里生長。受精的6天后，他們又給132個猴子胚胎注入了人類的擴展多能干細胞（能在胚胎內(nèi)外生長成不同的細胞類型）。隨后，研究人員們觀察這些胚胎的發(fā)育情況，了解兩類細胞能否共存。受精的10天后，還有103個嵌合胚胎還在繼續(xù)發(fā)育，將近8成。但在之后，胚胎的生存率迅速下降：11天后，數(shù)量剩下91個；17天后，數(shù)量變成了12個；到了第19天，只有3個嵌合胚胎依舊存活。
▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[1]）但從另外一個角度看，這些胚胎中都維持了較高比例的人類細胞。這些人類細胞已開始分化成不同的細胞類型，可以進一步發(fā)育成不同的器官?！翱傮w來看，每一個胚胎里都有人類細胞，且這些細胞增殖和分化到了不同的程度。” Belmonte教授說道。無論是刊登本論文的《細胞》雜志，還是另兩本頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》和《自然》，都對這項研究進行了進一步的報道，也采訪了許多生物學(xué)家，邀請他們發(fā)表觀點。
▲《科學(xué)》和《自然》雜志均對這項研究進行了評論報道（圖片來源：官網(wǎng)截圖）Belmonte教授在新聞稿中指出，通過轉(zhuǎn)錄組分析，該研究發(fā)現(xiàn)混合胚胎里的人類細胞與猴子細胞之間存在一些新的交流通路。在過去的嵌合體研究中，人類細胞整合到宿主組織的效率很低。而如果能理解這些通路的作用，有望讓我們克服不同物種間的障礙，提高產(chǎn)生嵌合體的效率，用于未來研究。長遠來看，研究人員們希望能用這些嵌合體研究早期人類發(fā)育，開發(fā)疾病模型，篩選潛在新藥，并制造可用于移植的細胞、組織或是器官。《科學(xué)》雜志的報道開頭也提到了此類研究的潛在意義。通過將人類干細胞引入到其它動物的胚胎中，我們有朝一日能制造出新的心臟和腎臟，拯救需要接受移植的患者。而本研究的發(fā)現(xiàn)，則讓我們朝著這個目標(biāo)又邁進了一步。如果說豬和人的器官尺寸比較接近，有望用于跨物種的移植，而人-豬嵌合體的研究又難言順利，本研究或許能提供一些技術(shù)上的洞見。
▲由人-猴細胞組成的嵌合胚胎（圖片來源：季維智，昆明理工大學(xué)）來自加州理工學(xué)院的Magdalena Zernicka-Goetz教授則從干細胞的角度提出了她的看法：“這篇論文彰顯了人類多能干細胞整合入猴子胚胎的能力。”但她也指出，我們還無法控制哪些細胞能發(fā)育成哪類組織。想要更廣泛地應(yīng)用這些模型，這是未來需要取得突破的關(guān)鍵。毫無疑問，涉及將人類細胞與其它動物的胚胎進行嵌合的研究，一定會帶來倫理上的討論。《細胞》雜志今日發(fā)表的一篇評論文章進行了詳細探討。該文章指出，生物醫(yī)學(xué)上的研究，往往總會不斷推進倫理的邊界；另一方面，我們也需要考慮不同的研究對人類，對動物，以及對環(huán)境的影響。
首先，我們需要優(yōu)先考慮動物的福利。對于非人靈長類動物這樣有感覺的生物，尤其如此。比如我們可以討論本研究中，動物取卵的過程是否有風(fēng)險和痛苦；其次，盡管“人的要素”在本研究中被淡化了，但在研究中依舊存在。比如誰提供了這些干細胞，他們是否同意用自己的細胞進行具有爭議性的實驗；第三，將人類細胞與非人動物的細胞或組織進行混合的想法，會激起強烈的反應(yīng)；第四，此類研究也應(yīng)該做好對公眾的信息透露。如果突然公布這些可能令人不安的研究結(jié)果，會產(chǎn)生潛在的嚴(yán)重后果，也影響到公眾對科學(xué)界的信任。另一些科學(xué)家指出，對于器官和組織的來源，此類關(guān)于嵌合體的研究具有高度敏感性。比如西班牙一所大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家Alfonso Martinez Arias教授提到，相比猴子，用牛與豬來做研究“更具潛力，且不會有挑戰(zhàn)倫理邊界的風(fēng)險?！绷硗?，目前的類器官領(lǐng)域也有望讓我們不使用動物，就開展相應(yīng)的研究。最后，《細胞》的評論文章提到，上述的討論僅限于本研究自身。倘若這些人-猴混合胚胎不只是停留在體外實驗的階段，而是進入了體內(nèi)實驗，植入到了動物體內(nèi)，最后發(fā)育成某種生物，甚至最終被生下，那么顯然面臨的倫理問題要復(fù)雜得多。盡管本研究的目的并非如此，但展望未來，人類應(yīng)當(dāng)開始思索這些可能性，并想好我們應(yīng)該怎么辦。參考資料： [1] Tao Tan et al., (2021) Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo, Cell, DOI:https:///10.1016/j.cell.2021.03.02 [2] Henry T. Greely and Nita A. Farahany, (2021), Advancing the ethical dialogue about monkey/human chimeric embryos, Cell, DOI:https:///10.1016/j.cell.2021.03.044 [3] Lab-grown embryos mix human and monkey cells for the first time, Retrieved April 15, 2021, from https://www./news/2021/04/lab-grown-embryos-mix-human-and-monkey-cells-first-time [4] First monkey–human embryos reignite debate over hybrid animals, Retrieved April 15, 2021, from https://www./articles/d41586-021-01001-2 [5] Researchers generate human-monkey chimeric embryos, Retrieved April 15, 2021, from https://www./pub_releases/2021-04/cp-rgh040821.php
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