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日本批準的人-動物混合胚胎研究,是怎么回事?

時間:2019-08-08 19:48:55,點擊:0

日本批準的人-動物混合胚胎研究,是怎么回事?

大象公會 3天前
文章轉載自公眾號 Nature自然科研 Nature自然科研  作者 Nature自然科研

本文由《Nature 自然科研》授權轉載,歡迎訪問關注。



 

原文作者:David Cyranoski

該研究或能新增移植器官來源,但研究人員首先要應對倫理和技術方面的雙重挑戰。

日本干細胞科學家中內啟光(Hiromitsu Nakauchi)是首位獲得政府支持制造含有人類細胞的動物胚胎并將其移植到代孕動物體內的科學家。今年早些時候,日本首度放開了人-動物胚胎移植試驗的禁令。

 

中內啟光在東京大學和斯坦福大學均設有研究團隊,他計劃在小鼠和大鼠胚胎中植入人類細胞,之后將這些人-動物胚胎移植到代孕動物體內。中內啟光的終極目標是制造含有人體細胞的器官,用于器官移植。

 

 

日本科學家計劃將人體細胞植入大鼠胚胎。

圖片來源:Science Pictures ltd/SPL

此前日本一直明令禁止含有人體細胞的動物胚胎生長超過14天或將此類胚胎移植到代孕動物子宮中。今年3月,日本文部科學省發布的新指南對人- 動物胚胎的制造和移植開了綠燈。

 

美國等國家一直在制造人 - 動物混合胚胎,但是從未讓胚胎達到足月階段。盡管美國并未禁止此類研究,但美國國立衛生研究院(NIH)自2015年起不再為這類研究提供資助。

 

中內啟光的實驗是日本新規頒布后首個獲批的項目,批準意見由文部科學省的專家團隊一致決定,最終批件將于8月發布。

 

中內啟光表示研究將緩慢推進,短時間內不會嘗試將任何混合胚胎培養至足月。第一步,他計劃培養混合小鼠胚胎至14.5天,此時胚胎的器官大多數已形成且幾乎達到足月。他將在大鼠中進行相同的實驗,將混合胚胎培養至接近足月——約15.5天。如進展順利,他計劃向政府申請批準培養混合豬胚胎至70天。

 

日本北海道大學的科學政策研究員石井哲也(Tetsuya Ishii)說:“以適當的速度謹慎推進是非常必要的,因為公眾對于這類研究往往存在疑慮和擔憂,徐徐圖之,方能為增進了解爭取時間。”

倫理問題

部分生物倫理學家擔心胚胎中的人類細胞可能不參與靶器官發育而是進入胚胎大腦,進而對動物的認知功能造成影響。

 

中內啟光表示他們在設計實驗時已經考慮到了這些問題。“我們嘗試做靶器官生成,因此植入的人類細胞只會參與靶器官(胰腺)的發育。”他說。

 

中內啟光等研究人員正在探索的策略是構建一個特殊的動物胚胎,該胚胎缺乏生成某個器官(譬如胰腺)所必需的基因,隨后他們將人類誘導多能干細胞(iPS)注射進胚胎里。iPS細胞是那些經過重編程處于胚胎樣狀態的細胞,它們幾乎可以分化成所有的細胞類型。這樣一來,在發育過程中,胚胎就會利用人類iPS細胞來制造其本身無法生成的“缺失”器官了。

 

2017年,中內啟光及其同事發表論文,報道了將小鼠iPS細胞注射到“胰腺缺如”的大鼠胚胎中。最終這些大鼠長出了完全由小鼠細胞構成的胰腺。隨后,中內啟光和他的團隊將這只大鼠產生的小鼠胰腺移植到糖尿病小鼠身上,結果發現小鼠的血糖水平得到了有效的控制。

 

但是要讓人類細胞在另一個物種的胚胎中生長卻沒那么容易。中內啟光和他的同事在2018年美國科學促進會年會上宣布他們已將人類iPS細胞植入綿羊胚胎——被改造為無法自然生長出胰腺。但是這些混合胚胎生長了28天后,僅含有非常少的人類細胞,也并未形成任何類似器官的東西。中內啟光表示這可能是因為人與綿羊之間存在一定的遺傳距離。

 

在美國德克薩斯大學西南醫學中心從事人-動物嵌合體研究的Jun Wu表示,將人與進化距離較遠的物種(如豬和綿羊)所形成的混合胚胎培育至足月是沒有意義的,因為人類細胞在胚胎發育早期就會被清除。“探明相關分子機制,尋找有效解決方案是推動該領域發展的必由之路。”Wu說。

 

中內啟光表示,獲得日本政府的批準后,他將著手研究上述問題。他將通過微調iPS細胞的植入時間和嘗試使用不同的轉基因iPS細胞,探索究竟是什么因素限制了人類細胞在動物胚胎內的生長。

原文以Japan approves first human-animal embryo experiments為標題

發布在2019年7月26日《自然》新聞上



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