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重大突破! 两只克隆猴在中国诞生!

海丝商报

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用一把毫毛,变出千百个一模一样的猴子——《西游记》里的神话正在成为现实。克隆猴“中中”和她的妹妹“华华”在中国诞生近两个月!北京时间1月25日,它们的“故事”登上国际权威学术期刊《细胞》封面,这意味着中国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。 

在中国科学院神经科学研究所非人灵长类平台,记者见到克隆猴“中中”和“华华”正在恒温箱里嬉戏。姐姐比妹妹大10天,除了个头略有差异,“姐妹”俩几无分别。 

 “姐妹”俩的基因,来自同一个流产的雌性猕猴胎儿。科研人员提取了这个猕猴胎儿的部分体细胞,将其细胞核“植入”若干个“摘除”了细胞核的卵细胞,结果产生了基因完全相同的后代,这个过程也就是克隆。 

 “这是许多专家认为不可能实现的重大技术突破。”国际细胞治疗学会主席约翰·拉斯科这样点评中国科学家的成果,“利用聪明的化学方法和操作技巧,攻克了多年来导致克隆猴失败的障碍。” 

自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来,20多年间,各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,但一直没有克服与人类最相近的非人灵长类动物克隆的难题。科学家曾普遍认为现有技术无法克隆灵长类动物。 

中科院神经科学研究所孙强团队经过5年努力,成功突破了世界生物学前沿的这个难题。利用该技术,科研团队未来可在一年时间内,培育出大批基因编辑和遗传背景相同的模型猴。 

 “这是世界生命科学领域近年来的重大突破。”中科院神经所所长蒲慕明院士说,克隆猴的成功,将为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。 

孙强说,这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,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。

从“多利”羊到“中中”猴,这一步为何跨越21年?

自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来,21年间,各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,但一直没有跨越与人类最相近的非人灵长类动物的“屏障”。 

克隆猴为什么难?它的诞生有什么价值?带着这些疑问,新华社记者在克隆猴的诞生地——中国科学院神经科学研究所非人灵长类平台,第一时间采访了研究团队。 

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。 

孙强介绍,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。 

↑克隆猴“中中”和“华华”在中科院神经科学研究所非人灵长类平台育婴室的恒温箱里(资料照片)。新华社发(中科院神经科学研究所提供)

中科院神经所所长蒲慕明院士说,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。”他说。  

将促进针对阿尔茨海默病、自闭症等的新药研发进程

经过5年的不懈努力,孙强团队最终成功地突破了这个生物学前沿难题。

谈到体细胞克隆猴构建成功的意义,中国科学院院士、中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明表示,首先证实了猕猴可以用体细胞来克隆,二是猕猴可以成为真正有用的动物模型。

“克隆猴遗传背景相同,就减少个体间差异对实验的干扰,大大减少了实验动物使用数量。同时,通过体细胞克隆技术,模型猴制备时间缩短到一年内,复杂和精准的基因编辑可以在体外培养的细胞进行。”蒲慕明说。

此外,体细胞克隆猴的成功,将推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,促进针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。

蒲慕明说:“同时,这一突破也率先实现了‘领跑、弯道超车、三个面向’的目标,进一步巩固了中国科学家在我国即将启动的灵长类全脑介观神经联接图谱国际大科学计划中的主导地位。”

国际细胞治疗协会主席,医学科学家约翰.拉斯科评价说:“来自中国科学院的作者们报道了体细胞核移植和化学重编程产生的克隆猕猴出生了以及头一个星期的生长情况。相似的技术二十年前曾经用来制备多莉羊,但是这一次来自上海的科学家利用聪明的化学方法和操作技巧,攻克了多年来导致克隆猴失败的障碍。这是许多专家一直认为不可能实现的重大技术突破。”

体细胞克隆猴的应用前景很广阔

美国的杰克森实验室建立于1929年,是世界上最大的模式动物研发基地和销售公司,为国际生物医学界培养并出售七千多种基因编辑小鼠品系。

“等这项技术成熟后,未来,我国也可建成以非人灵长类为模型的主要研发基地和产业链。”蒲慕明说,“面向国家重大需求,脑疾病模型猴的制作也将为脑疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。以我国科学家为主导的灵长类全脑图谱计划的实施和灵长类脑科学的前沿研究,将进一步使我国成为世界脑科学人才的汇聚高地。”

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。期间,各国科学家先后克隆出牛、鼠、猪、猫、狗等多种动物,但对猴子一直无能为力。 

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。 

孙强团队中,博士后刘真是“去核”的主要操作者。借助显微设备,刘真用一双巧手反复练习,在最短时间内、用最小损耗完成“去核”工作,为后续的克隆工作奠定重要基础。

↑在中科院神经科学研究所非人灵长类平台育婴室,克隆猴“中中”和“华华”被护士抱在怀里(1月22日摄)。新华社记者 金立旺 摄

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。 

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。 

经过5年不懈努力,孙强团队成功突破了克隆猴这个世界生物学前沿的难题。通过DNA指纹鉴定,“中中”和“华华”的核基因组信息与供体体细胞完全一致,证明姐妹俩都是正宗的克隆猴。  

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。 

“这也是‘全脑介观神经联接图谱’国际大科学计划的关键技术。”蒲慕明说,我国目前在该领域处于国际领跑地位,将进一步使我国成为世界脑科学人才的汇聚高地。 

中科院院长白春礼表示,除了在基础研究上有重大意义外,此项成果也将推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,为应对我国人口健康领域的重大挑战做出贡献。

热点问答

针对大家关心的一些热点问题,中国科学院神经科学研究所(上海)回答如下:

1、克隆猴是否存在伦理的风险?是否意味着离克隆人又近了一步?

开发克隆猴技术是为了建立更好的疾病模型,来服务于人类健康,是严格符合动物伦理的。克隆人从伦理上是严格禁止的,至少在政府、科学家、大众达成共识前是不允许的。

2、克隆猴目前健康情况如何?

克隆猴目前非常健康。

3、上海科研院所在此次重大科研突破中起到了哪些作用?

位于上海的中国科学院神经科学研究所是此课题的唯一完成单位。

4、克隆猴完成后,下一步的科研计划是什么?

下一步将利用该技术,加快开展以我国科学家为主导的灵长类全脑图谱计划和灵长类脑科学的前沿研究。

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