1月28日,一个国际科研团队在26日的美国《细胞》杂志上宣布,他们将人类干细胞注入猪胚胎,首次成功培育出人猪嵌合体胚胎,并在猪体内发育3至4周。
对人猪嵌合体的研究面临着巨大的伦理争议,但科学家认为,这项工作最终将有助于培养用于动物移植的人类器官,从而解决移植器官严重短缺的问题。
“我们认为这项工作在干细胞研究领域具有重要意义和里程碑意义,”该论文的第一作者、美国索尔克生物研究所研究员吴军告诉新华社。“这是我们第一次能够证明我们能够培育出人猪嵌合体胚胎。”
培育嵌合胚胎有两个阶段。首先利用CRISPR技术,即所谓的“基因剪刀”,删除猪胚胎中器官形成的关键基因,创建遗传“空位点”;其次,将人类诱导多能干细胞注入猪胚胎。诱导多能干细胞直接从人体体细胞中获得,并具有与胚胎干细胞相同的分化为各种细胞的能力。
胚泡是动物胚胎发育的早期阶段,是一个中空细胞球。吴军说,他们用三种不同状态的诱导多能干细胞分别植入了1500多个猪囊胚。植入猪体内后,这些囊胚在21至28天内发育完毕,其中186个仍然存活。其中,不同状态的诱导多能干细胞在猪胚胎中形成“不同程度的嵌合体”,但总体比例较低。“我估计每10万个猪细胞中可能只有不到一个人类细胞”。
人类细胞比例低是个好消息,因为关于人猪嵌合体的一个主要担忧是它可能太人性化了,包括人类细胞对猪大脑发育的影响。在新的研究中,人类细胞发展成为肌肉细胞和其他组织器官的前体细胞,而不是脑细胞的前体细胞。
吴军说,伦理问题是一个重要问题,他们尽最大努力妥善解决这个问题。因此,研究人员在人类猪嵌合体胚胎发育后的21至28天停止猪的妊娠,这相当于怀孕8至10周,此时组织和器官处于形成的非常早期阶段。
研究人员认为,人猪嵌合胚胎将有助于模拟许多人类遗传病的早期发病过程,并进行药物检测,最终将带来人体器官进行移植。因为诱导多能干细胞直接取自需要器官移植的患者,器官移植后免疫排斥的风险会大大降低。
负责这项研究的萨克生物研究所教授伊斯皮祖亚强调,这项工作是“重要的第一步”,但离培养可移植器官的最终目标还有很长的路要走。“我们现在想知道的是‘是或否’的问题,也就是人类细胞能否有所贡献。既然我们得到了‘是’的答案,接下来的挑战就是提高效率,引导人类细胞在猪体内形成特定器官。”
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