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2019 年，由西班牙科學(xué)家、美國索爾克生物科學(xué)研究所教授 Juan Carlos Izpisua Belmonte 領(lǐng)導(dǎo)的一個跨國研究團(tuán)隊聲稱，他們已將人類細(xì)胞植入猴子胚胎內(nèi)，成功培育出全球第一個人猴混種胚胎，一度引發(fā)巨大爭議。畢竟，如果人類 - 動物嵌合胚胎經(jīng)發(fā)育后產(chǎn)生類似人類的具有意識能力的神經(jīng)系統(tǒng)，或者經(jīng)過足月發(fā)育后表現(xiàn)出類似人類的行為，那么由此產(chǎn)生的倫理后果可能是難以想象的。近日，Belmonte 教授與昆明理工大學(xué)靈長類轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院季維智院士、牛昱宇教授、譚韜教授等人合作，在之前的研究基礎(chǔ)上，將人類干細(xì)胞注射到靈長類動物食蟹猴的胚胎中，并且嵌合胚胎存活了將近 20 天。盡管有倫理方面的考慮，但這項研究仍有可能為發(fā)育生物學(xué)和進(jìn)化提供新的見解，并對開發(fā)人類生物學(xué)和疾病新模型具有摘要影響。 
該研究以 “Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo” 為題，發(fā)表在最新一期的 Cell 雜志上。對此，Belmonte 教授表示，“從以往的研究來看，人類 - 動物胚胎嵌合體的產(chǎn)生，受種族差異的影響往往效率低下，同時存在人類細(xì)胞向動物胚胎整合的情況。而人類與靈長類動物之間的聯(lián)系更加緊密，二者之間更容易形成胚胎嵌合體。深入研究人類和靈長類動物的胚胎嵌合體可以幫助我們更好地了解人類 - 動物胚胎嵌合體的生長阻礙，同時也有助于幫助我們尋找破除阻礙的方法。”我們知道，器官是人類生存不可或缺的部分，完整的器官對于人類的幸福生活至關(guān)重要。而對于很多患者來說，由于疾病或意外的傷害，器官遭受了不可逆的損傷，此時器官移植就非常重要。然而，僅在中國每年因終末期器官衰竭等待器官移植的患者就有 30 萬例，但實(shí)際上只有 1-2 萬例患者最終完成了器官移植。其中最主要的原因就是器官供體十分有限。因此，科學(xué)家長期以來一直試圖體外培育人類器官，以解決器官移植供體不足的難題。Belmonte 教授正是其中的一員。2017 年，Cell 雜志刊登了首例小鼠 - 大鼠、人 - 牛混合胚胎相關(guān)研究，引發(fā)全球關(guān)注。同年，Belmonte 教授即開展了人類 - 動物胚胎嵌合體研究，試圖通過這一技術(shù)培養(yǎng)人類器官。人類 - 動物嵌合體胚胎的創(chuàng)建主要分為兩個階段。首先，利用有 “基因剪刀” 之稱的 CRISPR 技術(shù)，刪除豬胚胎內(nèi)形成器官的關(guān)鍵基因，創(chuàng)造遺傳 “空位”；第二步，把人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞注入豬胚胎內(nèi)。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞從人類體細(xì)胞中直接獲得，具有與胚胎干細(xì)胞一樣分化為各類細(xì)胞的能力。2017 年，Belmonte 教授率先開展了人 - 豬混合胚胎研究，并向 1400 個豬胚胎中注入了人類的多功能干細(xì)胞。最終，他們成功在豬胚胎中檢測到人類細(xì)胞的存在，不過比例只有不到 1/100000。顯然，僅 1/100000 的細(xì)胞比例是無法順利形成器官的。對此，Belmonte 教授解釋，“可能是由于人類與豬的差異性太大，人類干細(xì)胞無法順利在豬的胚胎中 “安營扎寨”。因此，人 - 豬嵌合胚胎形成的器官中，大部分依舊是豬的細(xì)胞”。隨后，Belmonte 教授決定在更親近的物種上進(jìn)行試驗。于是 2019 年，Belmonte 教授率先創(chuàng)造出了人 - 猴嵌合胚胎。不過，最終由于道德疑慮，該胚胎在發(fā)育的第 14 天，即將生成中樞系統(tǒng)時就被終止了。對此，Belmonte 教授曾表示，“如果實(shí)驗沒有中止，原本可以誕生出一個人猴混種。成形的干細(xì)胞將來可以應(yīng)用于人類的器官移植，對醫(yī)療發(fā)展而言是重大突破”。不過，許多科學(xué)家同時指出，人猴胚胎違反倫理道德，人猴出生后很可能會產(chǎn)生自我意識，最終導(dǎo)致自我毀滅。在本次研究中，Belmonte 教授表示，“作為科學(xué)家，我們有責(zé)任按照現(xiàn)行的道德、法律和社會準(zhǔn)則進(jìn)行細(xì)致的研究。在開始本次工作前，我們已經(jīng)做好了倫理咨詢和審查準(zhǔn)備，這一過程有助于幫助我們更好地完成試驗?！?/span>得到了倫理許可后，Belmonte 教授帶領(lǐng)的研究人員在猴子胚胎形成的第 6 天，向其中注入 25 個人類誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，隨后檢測到胚胎中是否人類細(xì)胞表達(dá)。結(jié)果第一天，研究人員在 132 個胚胎中檢測到人類細(xì)胞；10 天后，仍有 103 個嵌合胚胎在發(fā)育中。不過，10 天后人猴嵌合胚胎便很快開始死亡，到了第 19 天，只有 3 個嵌合胚胎依舊活著。在研究過程中人們還發(fā)現(xiàn)，人猴胚胎持續(xù)生長過程中，人類細(xì)胞所占百分比非常高。圖 | 人猴嵌合胚胎的產(chǎn)生與發(fā)育隨后，研究人員對來自胚胎的人猴胚胎細(xì)胞進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，并初步構(gòu)建了人猴嵌合胚胎的轉(zhuǎn)錄譜。在分析過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞間相互作用在人猴嵌合胚胎形成中得到了加強(qiáng)，例如 FGF5-FGFR4, NOTCH4-JAG2, WNT2B-FZD4, WISP3-SORL1 以及 PLXNB2-PTN 等不同的配體 - 受體相互作用，而 PI3K-Akt, MAPK 以及 PPAR 通路與人猴嵌合胚胎的形成密切相關(guān)。圖 | 人猴嵌合體囊胚（來源：昆明理工大學(xué) / 季維智）
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