新闻ˌ消息 2023年11月9日
猴子的创造为科学家利用嵌合灵长类动物研究人类疾病铺平了道路。 假虎刺属·王
一只嵌合体幼猴的脸和手指有一抹绿色，标志着从注入受体胚胎的胚胎干细胞中获得的组织。鸣谢:曹等人/手机
科学家们通过给一只猴子胚胎注射来自一个遗传上不同的供体胚胎的干细胞，培育出了一只幼年“嵌合体”猴子。由此产生的动物是第一个活产嵌合灵长类动物，具有高比例的来自供体干细胞的细胞。 这项研究的合著者、广州中国科学院大学的干细胞生物学家米格尔·埃斯特万(Miguel Esteban)说，今天发表在《细胞》杂志上的这项发现为使用嵌合猴研究人类疾病和开发治疗方法打开了大门，嵌合猴在生物学上比嵌合鼠和小鼠更类似于人类。 但研究人员表示，由于体温过低和呼吸困难，这只猴子嵌合体在出生仅10天时就不得不被安乐死，这凸显了进一步优化该方法的必要性，并引发了伦理问题。 追逐银鲛 科学家们长期以来一直试图利用胚胎干细胞制造动物嵌合体，胚胎干细胞来自胚胎的内部区域，可以发育成多种组织。这种干细胞可以在添加到受体胚胎之前进行基因编辑。 例如，携带与特定疾病相关的基因突变的干细胞可以被添加到没有这些突变的胚胎中。这将允许科学家研究携带突变的细胞如何影响生理和健康。
在早期的嵌合体猴子中，大脑、肾脏和肺等器官中只有0.1-4.5%的细胞来自供体干细胞。埃斯特万说，由于这种影响非常小，这些嵌合体不适合作为人类疾病的模型。 为了产生具有更大贡献的嵌合体，Esteban和他的同事通过收集雌性食蟹猴(Macaca fascicularis)的卵子并使卵子受精来创造受体胚胎。 与此同时，研究人员从一周大的食蟹猴胚胎中提取了胚胎干细胞，并对这些细胞进行了基因编辑，以显示绿色荧光信号。为了在实验室培养干细胞，研究小组对培养干细胞的液体中的营养物质和生长促进蛋白进行了微调。然后，他们将多达20个绿色胚胎干细胞注射到每个受体胚胎中，产生了74个具有强烈荧光信号的嵌合胚胎。 怀孕率低 这些胚胎被植入40只代孕母猴体内。只有12名代孕者怀孕了，其中只有一名生下了一只活的嵌合猴，一只后来被安乐死的雄性。 研究小组发现，平均而言，包括大脑、肺和心脏在内的26种受试组织中有67%的细胞是供体干细胞的后代。最高水平的嵌合体见于肾上腺:供体干细胞的子代占总细胞的92%。 上海中国科学院生殖生物学家刘臻表示，嵌合猴的低出生率和唯一幸存者的健康状况不佳表明，供体胚胎干细胞与受体胚胎的发育状态不完全匹配。他补充说，该团队计划在未来对此进行优化。 生长人体器官的平台？ “这项工作令人印象深刻，值得称赞，”法国里昂干细胞和大脑研究所的干细胞生物学家艾琳·阿克索伊说，她没有参与这项研究。 波特兰俄勒冈健康与科学大学主任、发育细胞生物学家Shoukhrat Mitalipov说，这种方法可能用于在猪或非人类灵长类动物组织中培养人体器官。 “如果我们可以删除大型动物如猪或灵长类动物的肾脏编码基因，我们就可以引入人类细胞来生产该器官，”他说。但他补充说，使用人-动物嵌合体进行器官收集，特别是如果人类胚胎干细胞有助于神经系统、大脑或生殖细胞，会带来许多伦理问题。do:https://doi.org/10.1038/d41586-023-03473-w
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