1月24日下午,中国科学院在北京召开新闻发布会,宣布中科院科研团队突破了体细胞克隆猴这一世界难题,在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆。 ▲克隆猴“中中”、“华华” 11.27 世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中科院神经科学研究所/脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生; 12.05 第二个克隆猴“华华”诞生。1月25日,国际顶尖学术期刊《细胞》(Cell)在线发表了该项成果,未来还将以封面文章形式发表。 ▲体细胞核移植技术(SCNT)克隆出猕猴,图片来自Cell 体细胞克隆猴的成功诞生,突破了生命科学研究和人类疾病研究中急需的非人灵长类动物模型制作的关键技术,必将极大促进生命科学基础研究和转化医学发展研究。 自1997年首个体细胞核移植克隆动物“多莉”羊出生以来,利用体细胞克隆技术不仅诞生出包括马、牛、羊、猪和骆驼等在内的大型家畜,还诞生了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物。 ▲克隆的主要哺乳动物,图片来自nature ▲Dolly 但与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆一直是没有解决的难题,成为世界性难题。没有克隆猴,就很难建立模拟人类疾病的动物模型,中科院经过5年的不懈努力,成功突破了这个生物学前沿的难题。 克隆猴的诞生意味着什么? “意味着中国将率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型。”孙强说,利用克隆技术,未来可在一年时间内,培育大批遗传背景相同的模型猴。这既能满足脑疾病和脑高级认知功能研究的迫切需要,又可广泛应用于新药测试。 如果实验对象的遗传背景不同,“实验组”和“对照组”的说服力就不够强。传统医药实验大量采用小鼠,很大程度上是因为鼠类可通过快速近亲繁殖,培育出大量非常相似的小鼠。但由于小鼠和人类相差太远,针对小鼠研发的药物在人体检测时大都无效或有副作用。据了解,这是目前绝大多数脑疾病研究无法取得突破的一个主要原因。 中科院神经所所长蒲慕明院士:克隆猴的成功,将为脑疾病、免疫缺陷、肿瘤、代谢等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。“这是世界生命科学领域近年来的重大突破。” ▲克隆猴的简易流程图,图片来自Cell
克隆猴为什么费劲?三大难点抬高门槛 从第一只克隆羊到第一只克隆猴,历时21年。2003年,权威学术期刊《科学》曾发表美国匹兹堡大学医学院研究人员的一篇论文,论文称,用现有技术克隆灵长类动物“是行不通的”。最接近成功的一次实验发生在2010年。美国俄勒冈灵长类研究中心的著名科学家米塔利波夫率领团队成功移植了克隆猴胚胎,但胚胎发育至81天,以流产告终。 孙强介绍,克隆猴主要有三个难点。难题之一,是细胞核不易识别,“去核”难度大。作为受体的卵细胞,必须先把细胞核“摘除”,才能容纳体细胞的细胞核这个“外来户”。但是,猴的卵细胞核去核难度非常大。
难题之二,是卵细胞容易提前激活。克隆过程中,体细胞的细胞核进入卵细胞时,需先“唤醒”卵细胞,然后才启动一系列发育“程序”。因此,“唤醒”的时机要求非常精准。但是,使用传统方式,猴的卵细胞很容易被提前“唤醒”,往往导致克隆“程序”无法正常启动。 ▲体细胞核注入卵母细胞 ▲卵母细胞去核 难题之三,是体细胞克隆胚胎的发育效率低。被转移到卵细胞里的细胞核,突然要扮演受精卵的角色,“赶鸭子上架”很不适应,需要科学家采取多种手段“保驾护航”。如果“保驾”不力,绝大多数克隆胚胎都难以正常发育,往往胎死腹中。 克隆猴之后做什么?不考虑对人类进行相关研究 克隆猴之后做什么?不考虑对人类进行相关研究 “克隆非人灵长类动物的唯一目的是服务人类健康,但科研人员不考虑对人类进行相关研究。”蒲慕明说。 科学家认为,由于猴子与人在基因方面非常相近,克隆猴研究对于开发治疗人类疾病的新疗法等将会起到巨大的促进作用。 来源:综合整理自中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所、中科院之声、网络 |
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