在一项突破性研究中,使用与克隆第一只哺乳动物多莉绵羊相同的技术成功克隆了第一批灵长类动物。
人类首次利用体细胞核移植(SCNT)技术克隆出灵长类动物。此前,这项技术一直未能成功克隆出活体灵长类动物,仅在上世纪90年代中期成功克隆出过绵羊多莉。这项发表在《细胞》(Cell)杂志上的卓越研究被誉为生物医学研究的新纪元,由中国科学院上海神经科学研究所的科学家完成。
他们是如何克隆的?
与其他哺乳动物(如牛、马等)不同,灵长类动物的克隆一直以来都非常棘手和复杂,研究人员曾多次尝试使用标准克隆技术。在本次研究中,研究人员优化了一种技术,即将供体细胞的遗传物质(DNA)注入另一个卵子(该卵子的DNA已被去除),从而产生克隆体(即具有相同遗传物质的克隆体)。研究人员将这种体细胞核移植(SCNT)技术描述为一个非常精细的过程,需要快速而高效地完成,以最大程度地减少对卵子的损伤。他们成功地使用了在实验室培养的胎儿细胞,这些细胞尚未发育成熟为成年后代。利用这些胎儿细胞,他们共培育了109个克隆胚胎,并将其中约四分之三植入21只代孕猴体内,最终成功使6只猴子怀孕。两只长尾猕猴顺利出生,目前已出生数周,分别被命名为“中中”和“华华”。研究人员曾尝试使用成年供体细胞而非胎儿细胞,但这些克隆体在出生几小时后便夭折了。首例克隆灵长类动物,名为 Tetra 2,是一只于 1999 年出生的恒河猴,它采用的是一种名为胚胎分裂的更简单的克隆方法,这种方法与自然受孕双胞胎的技术相同。这种方法的主要局限性在于一次最多只能产生四个后代。然而,随着目前已证实的体细胞核移植 (SCNT) 技术的发展,克隆数量的产生已不再受限!
猴子,接下来会克隆人类吗?
世界各地的科学家都在提出一个不可避免的伦理问题——这项技术是否也适用于克隆人类?毕竟,灵长类动物是人类的“近亲”。克隆一直是医学和科学研究领域的热门话题,因为它对人类生活的影响可能极其深远,并引发诸多伦理、道德和法律困境。这项研究势必再次引发社会上关于人类克隆的争论。许多生物伦理学家和科学家都认为,尝试以同样的方式克隆人类是极其不道德的,因为这完全违背了自然规律和人类生存的原则。人类对人类克隆的执念,在科学家看来不过是一种“幻想”,因为克隆任何个体都会使被克隆者成为一个完全不同的个体。而物种的多样性正是这个世界独特而精彩的关键所在。
这项研究的作者明确指出,尽管这项技术“理论上”可以实现人类克隆,但他们本身并没有这样做的意图。他们阐明,他们的主要目的是克隆非人灵长类动物(或基因相同的猴子),供研究团队用于推进研究工作。尽管如此,人们始终担心未来可能会有人非法尝试在人类身上进行克隆。
道德和法律问题
即使我们不考虑人类克隆可能带来的风险,目前也有各种法律禁止生殖性克隆。这项研究在中国进行,中国有禁止生殖性克隆的指导方针,但没有严格的法律。然而,许多其他国家并没有禁止生殖性克隆。为了维护科研伦理,世界各地的监管机构需要介入并制定各种指导方针。一些科学家认为,灵长类动物的克隆本身就涉及虐待动物的问题,此类克隆实验不仅浪费生命和金钱,还会给动物带来痛苦。作者在成功之前经历了多次失败,总体失败率至少高达90%,这是一个惊人的数字。这项技术非常昂贵(目前克隆一个动物的成本约为50,000万美元),而且安全性低、效率低下。作者坚持认为,科学界应该公开讨论非人灵长类动物克隆的问题,以便在未来制定更严格的伦理标准。
这种克隆的真正优势
研究人员的主要目标是帮助实验室利用基因均一的可定制猴群开展研究,从而改进用于研究人类疾病(包括脑部疾病、癌症、免疫系统疾病和代谢紊乱)的动物模型。该技术与基因编辑工具(另一项卓越的技术)相结合,可用于构建灵长类动物模型,以研究特定的人类遗传疾病。与非克隆动物相比,这种克隆猴群具有显著优势,因为研究中测试组和对照组之间的实际差异无需归因于基因变异,所有受试者均为克隆体。这种情况还将降低每项研究所需的受试者数量——例如,目前需要使用100多只猴子的研究,现在只需10只克隆猴即可。此外,在临床试验中,新药的疗效也可以很容易地在灵长类动物受试者身上进行测试。
克隆技术曾被讨论用于培育组织或器官以进行器官移植。然而,人类胚胎干细胞可以用于再生组织和器官,理论上讲,应该可以利用干细胞培育任何新的器官,并最终用于器官移植——这被称为“器官克隆”。实际上,这个过程并不需要对个体进行真正的“克隆”,干细胞技术完全绕过了对人类克隆的需求,从而彻底解决了这个问题。
这项研究为灵长类动物研究的未来带来了巨大的可能性和前景,因此上海计划建立一个国际灵长类动物研究中心,为全球科学家培育克隆动物,用于营利性或非营利性研究目的。为了实现这一更大的目标,研究人员计划遵循严格的国际准则,继续改进他们的技术。
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来源(S)
1. Liu Z 等人,2018。通过体细胞核移植克隆猕猴。Cell。https : //doi.org/10.1016/j.cell.2018.01.020
2. Chan AWS 等人,2000 年。通过胚胎分裂进行灵长类后代的克隆繁殖。《科学》 287(5451)。https ://doi.org/10.1126/science.287.5451.317
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