中外科學家首次構建人猴嵌合胚胎

據悉,4月15日的學術期刊《細胞》上釋出了一項研究成果,研究人員將人類幹細胞注入到食蟹猴胚胎,並能夠在相當長的一段時間內培育嵌合胚胎,此次是中外科學家首次構建人猴嵌合胚胎,為發育生物學和進化提供了新的視角。

此次研究由省部共建非人靈長類生物醫學國家重點實驗室(2021年1月29日,科技部正式批准執行)、昆明理工大學靈長類轉化醫學研究院、美國索爾克生物研究所共同完成。研究人員在報告中提到,該研究解答了異種嵌合細胞如何互作及發育程式差異如何調節等基礎科學問題,為解決異種嵌合效率低下等問題提供新的思路,對器官再生研究具有指導意義。

早在20世紀70年代,科學界對種間嵌合體的研究就已經開始了,當時首先在齧齒類動物身上產生,用於研究早期發育過程。近年來,在大動物上的異種嵌合也取得了一系列的突破性進展。例如,2017年1月發表於《細胞》上的一項研究顯示,研究人員實現了人幹細胞在豬早期胚胎中的嵌合。2019年12月,在Protein & Cell雜誌上顯示,研究人員首次拿到了食蟹猴-豬嵌合體,創造出世界上第一個“豬猴混合體”生物,在出生後一週內死亡。2020年12月,在《細胞-幹細胞》雜誌上發表研究,生成了世界首例馬鼠嵌合胚胎。這些研究為下一步嵌合體的研究帶來了新的方向,比如異種之間進化差異在嵌合體中如何互相影響,細胞之間互作、通訊及競爭關係等等。

為什麼要進行此類研究呢?此專案的研究人員曾表示:人類器官移植、探索發育生物學中未知奧秘等都迫切需要這類研究。還表示說“因為我們無法在人體上進行某些型別的實驗,那就必須有更好的模型更準確地研究和理解人類生物學和疾病”,“實驗生物學的一個重要目標是發展模型系統,以便在活體條件下研究人類疾病。”

從器官移植角度來說,現在可用於器官移植的可用器官極為短缺,研究人員希望在與人類器官大小、生理和解剖結構相似的豬組織中培養人類細胞,透過幹細胞技術,獲取有功能性的獨立的人體器官,從而為需要器官移植的患者提供合法有效的器官來源。

研究人員此前將人類細胞整合到早期豬組織中,但人類細胞的比例相當低,所以研究團隊開始研究一種更接近的物種——獼猴的嵌合體形成。雖然這些與獼猴的嵌合體不會被用於人體器官移植,但它們揭示了關於人類細胞如何發育和整合,以及不同物種的細胞如何通訊的寶貴資訊。

中外科學家首次構建人猴嵌合胚胎