日本學(xué)者計(jì)劃將人類(lèi)細(xì)胞插入大鼠胚胎。 圖片來(lái)源：Science Pictures ltd/SPL

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本報(bào)訊 自今年早些時(shí)候一項(xiàng)干細(xì)胞研究禁令被推翻以來(lái)，日本首個(gè)申請(qǐng)利用動(dòng)物培育人類(lèi)臟器的研究項(xiàng)目近日獲得政府支持。

日本東京大學(xué)和美國(guó)斯坦福大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、干細(xì)胞學(xué)家Hiromitsu Nakauchi，計(jì)劃利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）在實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)培育人類(lèi)胰臟。Nakauchi的最終目標(biāo)是在動(dòng)物模型中用人類(lèi)細(xì)胞生成器官，最終這些器官能移植到人類(lèi)身上。

之前，日本明確禁止含有人類(lèi)細(xì)胞的動(dòng)物胚胎生長(zhǎng)超過(guò)14天，也禁止將此類(lèi)胚胎移植到代孕子宮。但文部科學(xué)省今年3月修改了有關(guān)規(guī)定，允許在動(dòng)物體內(nèi)培育人類(lèi)器官，以加強(qiáng)利用動(dòng)物培育移植用人體器官的相關(guān)研究。

實(shí)際上，人類(lèi)和動(dòng)物的混合胚胎已經(jīng)在美國(guó)等國(guó)家被制造出來(lái)，但從未被真正生產(chǎn)出來(lái)。盡管政策允許此類(lèi)研究，但自2015年以來(lái)，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院已暫停資助此類(lèi)研究。

此次，日本文部科學(xué)省的一個(gè)專(zhuān)家委員會(huì)首次根據(jù)新規(guī)定批準(zhǔn)了Nakauchi的實(shí)驗(yàn)。研究小組并未透露項(xiàng)目開(kāi)展的具體時(shí)間，日本媒體報(bào)道稱(chēng)研究將于近期實(shí)施，以確認(rèn)利用相關(guān)技術(shù)能否在動(dòng)物體內(nèi)正常形成臟器，希望將來(lái)能為移植醫(yī)療提供助力。

Nakauchi表示，他計(jì)劃緩慢進(jìn)行該項(xiàng)目，在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)試圖讓任何雜交胚胎發(fā)育足月。最初，他計(jì)劃培養(yǎng)雜交小鼠胚胎，直到14.5天。這時(shí)，動(dòng)物的器官已大部分形成，而且?guī)缀踝阍?。他還將在大鼠身上做同樣的實(shí)驗(yàn)，把雜交品種培育到大約15.5天。之后，Nakauchi計(jì)劃向政府申請(qǐng)批準(zhǔn)，在豬身上培育雜交胚胎，最長(zhǎng)到70天。

日本札幌北海道大學(xué)科學(xué)政策研究員Tetsuya Ishii說(shuō)：“小心謹(jǐn)慎、循序漸進(jìn)是有好處的，這將使與公眾對(duì)話成為可能，以減輕公眾的焦慮和擔(dān)憂?！?/p>

但一些生物倫理學(xué)家擔(dān)心，人類(lèi)細(xì)胞可能會(huì)偏離要發(fā)育的目標(biāo)器官，進(jìn)入正在發(fā)育的動(dòng)物大腦，并可能影響其認(rèn)知。

Nakauchi表示，他們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中考慮到了這些擔(dān)憂。他說(shuō)：“我們正在嘗試進(jìn)行有針對(duì)性的器官生成，這樣一來(lái)，細(xì)胞就只能到達(dá)胰腺。”

具體而言，研究人員將首先對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠受精卵的基因進(jìn)行修改，使其無(wú)法正常生成自身的胰臟等臟器；然后向受精卵中植入人類(lèi)iPS細(xì)胞，培育含有人類(lèi)細(xì)胞的動(dòng)物胚胎“動(dòng)物性集合胚”；之后再將其移植回實(shí)驗(yàn)鼠子宮。研究人員期待實(shí)驗(yàn)鼠胎鼠長(zhǎng)大后能擁有由人類(lèi)iPS細(xì)胞形成的胰臟等。

在2017年，Nakauchi和同事就報(bào)道了將小鼠iPS細(xì)胞注射到無(wú)法產(chǎn)生胰腺的大鼠胚胎中。大鼠的胰腺完全由小鼠細(xì)胞構(gòu)成。Nakauchi團(tuán)隊(duì)將胰腺移植回小鼠體內(nèi)，結(jié)果這個(gè)器官能夠控制血糖水平，有效地治愈了小鼠的糖尿病。

但是讓人類(lèi)細(xì)胞在另一個(gè)物種中生長(zhǎng)并不容易。在得克薩斯州奧斯汀舉行的2018年美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)會(huì)議上，Nakauchi團(tuán)隊(duì)表示，他們已經(jīng)將人類(lèi)的iPS細(xì)胞植入羊的胚胎中，但生長(zhǎng)了28天的雜交產(chǎn)物只含有很少的人類(lèi)細(xì)胞，也不像器官。Nakauchi說(shuō)，這可能是因?yàn)槿祟?lèi)和綿羊之間的基因距離。

得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心研究人與動(dòng)物嵌合體的Jun Wu表示，利用豬和羊等進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn)的物種，發(fā)育人—?jiǎng)游锱咛ナ菦](méi)有意義的，因?yàn)槿祟?lèi)細(xì)胞將在早期就從宿主胚胎中被淘汰?！傲私夥肿踊A(chǔ)并制定克服這一障礙的策略將是推動(dòng)該領(lǐng)域向前發(fā)展的必要條件。”Wu說(shuō)。

Nakauchi則表示，日本政府的批準(zhǔn)將使他能夠解決這個(gè)問(wèn)題。他將對(duì)處于不同階段的iPS細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并嘗試使用一些轉(zhuǎn)基因的iPS細(xì)胞，以確定是什么限制了人類(lèi)細(xì)胞在動(dòng)物胚胎中的生長(zhǎng)。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)