神獸出世--人猴雜交

神獸出世--人猴雜交

神獸以及如何創造神獸

研究人員創造出了半人半猴的胚胎

古希臘人擅長想象神奇動物。比如,客邁拉是“一種不朽的創造物,非人類,獅頭,蛇尾,羊身”。柏勒洛豐在他的飛馬的助力下,最終將其殺死。

並非所有客邁拉都是神話虛構。在生物學家口中,這個詞意指那些身體由來自兩個不同譜系的細胞組成的生物。例如,在雙胎妊娠中,一個胎兒偶爾會把另一個“吸收”掉,最後出生的個體是由具有不同基因組的細胞組成的。2019年,一次法醫科學會議討論了一名男性接受骨髓移植的案例。由於骨髓產生血細胞,後續對這名男子的血液DNA檢測顯示它匹配的是供體的基因組,而不是他自身的基因組。(更出人意料的是,在他的口腔拭子和精液中也發現了供體的DNA。)

幾十年來,科學家一直在試驗創造跨物種嵌合體——和希臘神話中的神獸一樣,它是不同動物的複合體。他們創造了小鼠-大鼠、綿羊-山羊以及雞-鵪鶉嵌合體。現在,昆明理工大學的生物學家譚韜和一個由美國、中國和西班牙的研究人員組成的團隊在《細胞》期刊上發表的研究嘗試將這種原理擴充套件到人類。他們成功地創造出了部分猴子、部分人類的胚胎。

這項研究建基於許多團隊成員此前的探索之上。2017年,聖地亞哥的索爾克研究所的生物學家胡安卡洛斯伊茲皮蘇亞貝爾蒙特宣佈創造出了人-豬嵌合胚胎。但這些研究到底有多成功仍不確定。這些胚胎中每十萬個細胞裡大約有一個人類細胞,而且也不清楚它們是否對生物體的生長有貢獻。這次情況有所不同。至少在某些時候,人類細胞似乎樂於和猴子細胞合作。

研究人員從食蟹獼猴的132個胚胎著手。在受精後的第六天向它們注射人類擴充套件多能幹細胞(EPSC)。這些幹細胞可以發育成嵌合體內的任何其他細胞型別。用熒游標記物標記人類細胞,研究人員就能夠追蹤這些細胞及其後代在發育的胚胎中的位置。

在發育的早期,哺乳動物的胚胎會形成四種不同的細胞型別。外胚層繼續形成生物體本身;內胚層發育成卵黃囊;滋胚層變成胎盤;胚外間充質細胞形成包裹胚胎的膜。嵌合體中的人類細胞參與生成了所有四類組織,儘管在每一類中的數量都少於猴子細胞。人類細胞在外胚層中的佔比不超過7%,在內胚層只有5%(在另兩類中佔比還要少)。

大膽接合

細胞所在的位置似乎會影響它們生成何種蛋白質。嵌合體外胚層中的人類細胞的行為更近似於人類胚胎細胞,而不像猴子胚胎細胞。但內胚層或胚外間充質細胞中的人類細胞的行為卻都更像猴子細胞。

反過來,猴子細胞也受到了人類細胞存在的影響。研究人員發現,嵌合胚胎中的猴子細胞之間有126種不同型別的細胞間相互作用,而在非嵌合體中只有19種。此外許多基因的活性水平也存在差異。

這些細胞是在實驗室裡生長的,這帶來了侷限性。到了第15天,存活的胚胎數量開始下降。到第20天已一無所剩。但這段時間已經足以發生一個名為“原腸胚形成”的過程。原腸胚形成是一個至關重要的發育階段,胚胎細胞在此期間準備好形成不同的器官和組織。人類細胞達到這個節點所花的時間比猴子細胞更久,但它們還是做到了。這就提供了更多證據,證明人類細胞不僅僅是被動的搭乘者,而是在“一同出力”幫助了胚胎的發育過程。

研究人員希望這種生物技術的巫術能夠幫助實現兩個目標。一是闡明胚胎髮育的複雜過程,這最終可能導向對某些先天性疾病的療法。嵌合體可能提供了一個辦法來繞過在人類胚胎上做實驗所涉及的某些倫理困境。

另一個希望是有朝一日嵌合動物或許能提供可移植給患者的器官。2017年,日本的研究人員演示了這個原理。他們把在小鼠-大鼠嵌合體中生長的胰腺的某些部分移植給了一隻糖尿病小鼠並治癒了它。這是否能運用於人體目前尚不清楚。而對人類嵌合體的研究充滿了倫理爭議。例如美國就禁止聯邦資助這類研究。這篇最新的論文中所述的研究大部分發生在中國。

但如果嵌合人體器官真的成為現實,伊茲皮蘇亞貝爾蒙特博士說,獼猴不太可能成為首選動物。最有可能的供體來源或許是豬(這就是為什麼他2017年的實驗專注於豬)。它們的器官與人類的對應器官差不多大小。而且,不管是否公平,它們似乎更少引發道德上的不安。(舉例來說,豬已經為成千上萬人提供了替代心臟瓣膜。)

至少目前而言,與猴子合作的好處是從進化的角度來說它們和人類要親近得多。這可能有助於消除兩組細胞之間的任何排異問題。值得期待的是,從與人類的近親合作中所獲的經驗或許可以讓研究人員改進在豬這種遠親上所做的研究,獲得更好的結果。

神獸出世--人猴雜交