中国科学院神经科学研究所和脑科学与智能技术卓越中心的研究团队取得了最新的重大突破——在世界上首次实现了非人灵长类的体细胞克隆。2017年11月27日,世界上第一只单细胞克隆猴子“钟”诞生了。第二只克隆猴子华华于12月5日出生。这一成就标志着中国率先开启了用体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代,实现了中国在非人灵长类研究领域从国际“平行运行”向“领先运行”的转变。顶尖的生物学学术期刊《细胞》将于1月25日在网上发布研究结果,并附上封面文章。

用体细胞克隆猴子有多难?

自1997年第一只核移植克隆动物多莉羊诞生以来,体细胞克隆技术不仅培育出了包括马、牛、羊、猪和骆驼在内的大型家畜,还培育出了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物。然而,最接近人类的非人灵长类动物的体细胞克隆问题尚未得到解决,已经成为一个世界性的问题。在过去的20年里,美国、中国、德国、日本、新加坡和韩国等许多科研机构在这方面进行了不断的探索和尝试,但从未成功。主要限制因素之一是受体卵母细胞中供体细胞核的不完全重编程导致胚胎发育率低。同时,作为受体的卵母细胞数量有限和非人灵长类动物胚胎操作技术不完善也是影响非人灵长类动物体细胞克隆实现的重要因素。

没有克隆猴子,很难建立模拟人类疾病的动物模型。在中国科学院神经病学研究所蒲慕明院士的领导下,孙强研究员率领博士后刘真团队。经过五年的不懈努力,这个团队成功地突破了生物学前沿的这个难题。该团队熟练掌握并改进了非人灵长类动物体细胞核移植的显微操作技术,并不断尝试各种实验方法,通过表观遗传修饰促进体细胞核重编程,显著提高体细胞克隆胚胎的囊胚质量和代孕猴的妊娠率。

猴子作为实验动物和疾病动物模型的出现

体细胞克隆猴的重要性在于它能在一年内产生大量具有相同遗传背景的模型猴。体外有效利用体细胞进行基因编辑,准确筛选出相同基因型的体细胞,通过核移植的方法产生大量相同基因型的胚胎,一群基因编辑和遗传背景相同的猴群由雌性猴携带者孕育出生。这是进行脑科学研究和人类疾病动物模型的关键技术。

这项成果除了在基础研究中具有重要意义外,还将有助于解决中国人口健康领域的重大挑战。利用体细胞克隆技术制作脑病模型猴,为人类社会面临的严重脑病的机理研究、干预、诊断和治疗带来了前所未有的光明前景。目前许多神经精神疾病不能得到有效治疗的重要原因之一是药物研发中常用的小鼠模型与人类的模型相差甚远,而花费大量资源在小鼠模型上筛选的候选药物大多无效或对患者有不可接受的副作用。未来体细胞克隆猴的成功和基于体细胞克隆猴疾病模型的建立,将有效缩短药物研发周期,提高药物研发成功率,推动阿尔茨海默病、自闭症等脑部疾病以及免疫缺陷、肿瘤和代谢性疾病的新药研发进程,推动中国率先发展基于非人灵长类疾病动物模型的全新药物研发产业链。它使中国能够率先发展一个全新的基于非人灵长类疾病动物模型的医药研发产业链。这一突破也实现了“领先、弯道超车、面向三个方向”的目标,进一步巩固了中国科学家在即将在中国开展的灵长类全球脑介观神经连接图国际科学项目中的领先地位。

人类克隆的伦理问题?它不存在!

这段视频展示了两只雌性克隆猴子,“钟钟”和“花花”。他们喝奶粉,尿垫,一天24小时被监控。在医学专家的关怀下,世界上第一只由体细胞克隆的小猴子正在健康成长。猴子克隆成功了。人类克隆呢?

蒲慕明院士在接受采访时表示,虽然克隆人原则上是可行的,但用体细胞克隆猴子的目的不是克隆人,而是为了改善人类健康,研究脑科学等医学问题,为人类服务,在后续工作中没有克隆人的计划。

目前,中国每年出口数百万只恒河猴,主要用于药物筛选。体细胞克隆猴子的工作可以解决大规模动物实验的伦理问题。体细胞克隆猴的成功诞生,突破了生命科学研究和人类疾病研究急需的非人灵长类动物模型制作的关键技术,实现了在短时间内(一年)大规模生产具有高度一致遗传背景的非人灵长类实验动物和疾病动物模型。大大减少了个体差异对实验的干扰,只需少数克隆猴子就能完成有效的药物筛选,将极大地促进生命科学的基础研究和转化医学的发展研究。

蒲慕明院士说,任何科学发现都是一把双刃剑,既可能带来巨大进步,也可能带来一系列危机。核能和基因编辑是典型的例子。生命科学中的伦理问题不仅需要科学家的关注,还需要政府部门和全社会的共同参与,通过立法来约束人们的行为,做出正确的决策。“我们应该重视新技术,但不要害怕。”