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新药研发试验迎来“灵长类时代”

发布日期:2018-01-26 10:09:14   来源: 中国上海

  两只可爱小猕猴的降生,为人类新药研发和脑科学研究,带来了更好的模式动物。今天凌晨,国际著名学术期刊《细胞》杂志发表上海科学家的重磅成果,同时宣告了一个崭新时代的诞生:几年后,一大群具有相同遗传背景的实验猴,将成为生命科学实验和新药研发的人类新替身。

  体细胞克隆猴,非你不可

  将于2月8日出版的纸质版《细胞》杂志,世界首批体细胞克隆猴的诞生,将作为封面文章发表。

  《西游记》的故事可以说是表现体细胞克隆最贴切的一个典故:毫毛来自孙悟空的身体,是一种分化定型的体细胞;但它却变出了一群小孙悟空,即从一个体细胞发育成了一个完整个体,猴子猴孙长得一模一样,代表它们具有相同的遗传背景;吹一口气就变出来,说明它们繁殖迅速。

  “全世界的神经科学家和药企都在期盼它们的出现。”中国科学院院士、神经所所长蒲慕明说,脑科学发展到今天,小鼠大脑与人脑的区别太大,已无法胜任很多实验任务,无论是新药研发还是科学研究,都需要发展出更接近人类的非人灵长类模式动物。

  可是,用胚胎克隆猴子,就像撞大运,因为受精卵分裂很快,科学家无法保证胚胎中的每个细胞都被准确编辑。而且,现在的基因编辑技术还无法让基因“百发百中”,总有一些基因会误插到不该去的区域,由此产生的后代无法保证其基因的一致性。但体细胞克隆可以做到。

  2012年,就在体细胞重编程技术获得诺贝尔生理和医学奖的那一年,蒲慕明在一次学术会议上决定:再难也要把体细胞克隆猴做出来!不突破这个瓶颈,脑科学的大科学计划很难实现。

  本土年轻科学家打破“做不出”断言

  “其实,人们用小鼠来做新药研发试验,也是情非得已。”论文通讯作者、神经所研究员孙强介绍,由于猕猴的传代周期长达4至6年,而建立一个基因体系的模式动物需要繁殖近20代,相当于要花费百年时间,谁也等不起。改用体细胞来繁殖,猴子的繁殖周期可以缩短到8至10个月。

  过去二十年,世界上很多优秀的生命科学实验室都尝试过,很多连囊胚都很难获得,最好结果是体细胞培育的胚胎在怀孕81天时流产。不少实验室甚至断言,灵长类动物根本无法用体细胞克隆。

  然而,孙强和当时还在读硕士二年级的刘真却接下了这个“不可能的任务”。在这五年里,他们仔细探索每个步骤,终于找到了让猴子的体细胞顺利变成胚胎的路径:猴子的卵细胞特别容易被激活,一旦激活就会开始细胞分裂增殖,所以必须要小心将卵细胞去核,而不去激活它;将准备好的体细胞染色体迅速植入去核卵细胞中,但要尽量减小对卵细胞的损伤;他们尝试了很多种方法,才发现了两种酶具有最高的胚胎发育率……

  从去年12月22日收到稿件,到今年1月17日正式接收,《细胞》杂志如此迅速的发稿速度,足见这项研究对生命科学界的震撼力。

  保护金丝猴,或许可以靠克隆

  这两只小猴子太珍贵了:在它们之前,不知有多少个胚胎夭折。去年8月,就曾有两只体细胞克隆猴降生,但它们的生命仅分别持续了3小时和30小时,其中一只出生后无法进行肺呼吸。科研人员深度冷冻了它们的遗体,以备进行更详细的病理研究,探索体细胞克隆灵长类动物的更多问题。

  克隆“中中”和“华华”的体细胞,分别来源于6岁和12岁的健康猕猴。刚出生时,它们每天只喝一二毫升奶,现在一顿喝25毫升奶,一天喂五顿。每个要接近它们的人,先要进行“胸透”检查,确认没有肺部感染,再穿上包裹严实的隔离服才行。

  孙强透露,除了食蟹猴,现在还有恒河猴“孕妇”在这个平台“待产”。未来,他们还将探索更多非人灵长类动物的体细胞克隆,“说不定保护濒危动物金丝猴,也可以用上这个方法。”孙强说,现在仅仅是一个开始。