世界首例体细胞克隆猴，中国科学家创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型

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• 1、世界首例体细胞克隆猴：中国科学家创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型
• 2、世界首例体细胞克隆猴，全球首个人猴杂交

1、世界首例体细胞克隆猴：中国科学家创建世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型

继2017年底在国际上率先攻克非人灵长类动物体细胞核克隆这一世界性难题、成功诞生世界上首个体细胞克隆猴“中中”和第二个克隆猴“华华”之后，中国科学家又经过努力，首次利用基因编辑方法，并通过体细胞克隆技术，获得5只生物节律核心基因BMAL1敲除的克隆猴，在国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。

中国科学家通过体细胞克隆技术，获得5只BMAL1基因敲除的克隆猴。中科院神经科学研究所　摄

这项成果表明，中国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代，为脑认知功能研究、重大疾病早期诊断与干预、药物研发等提供新型高效的动物模型。业内专家称，该成果的应用有助于缩短药物研发周期，提高药物研发成功率，必将极大地促进生命科学和医学的发展，加快中国新药创制与研发的进程。

由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(中科院神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心研究团队完成的这一重大科研成果，1月24日获中国顶级综合英文期刊《国家科学评论》在线发表《BMAL1敲除猕猴表现出睡眠紊乱与精神相关异常》、《利用体细胞核移植技术克隆基因敲除猴模型》两篇论文，引发学界广泛关注。

国际同行评价称，这项研究首次证实通过体细胞核移植技术可以克隆成年基因修饰猴，也为短期内生产一批无嵌合体的基因修饰猴提供了一个完美的解决方案；这样的克隆猴对人类疾病研究有重要价值；利用体细胞克隆技术获得遗传背景一致的猴模型将会加速对疾病发病机理及治疗靶点筛查的研究进程……

中科院于论文发表前夕专门在上海举行“生物节律紊乱体细胞克隆猴模型”新闻发布会说，在中科院战略性先导科技专项(B类)“脑认知与类脑前沿研究”和上海市市级科技重大专项“全脑神经联接图谱与克隆猴模型计划”支持下，中科院脑科学研究团队以国家重大需求为导向，致力于节律紊乱等相关疾病非人灵长类动物模型的构建，经过两年多努力，首次利用CRISPR/Cas9方法，敲除了猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1，产生了一批BMAL1缺失的猕猴，行为学分析表明这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑和精神分裂症等表型，血液分析也表明其与炎症、睡眠障碍、抑郁等相关的基因表达水平显著上调，为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出关键一步。

但通过基因敲除方法获得的第一代模型猴个体间存在遗传背景和基因编辑嵌合率差异，所获得的5只BMAL1敲除猴表现出上述症状的严重程度不一致，因此不能作为理想的动物模型。为此，研究团队在基因编辑基础上，采集了一只睡眠紊乱症状最明显的BMAL1敲除猕猴的体细胞，再通过体细胞克隆技术，获得5只BMAL1基因敲除的克隆猴，这也是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。

为何要选择克隆猴及开展生物节律紊乱模型构建？中科院脑科学研究团队介绍说，自然界中大部分生物，从简单的单细胞生物，到复杂的哺乳动物，都拥有按时间节奏调节自身活动的本领，称之为生物节律。生物节律是生物体内在的时间控制系统，是生物体内多种生理学和生物化学过程波动的基础。生物节律系统在维持机体内在的生理功能(如睡眠/觉醒系统、体温、代谢和器官功能等)、适应环境的变化等方面扮演着重要角色。而生物节律紊乱与人类睡眠障碍、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)、精神类疾病(如抑郁症)、糖尿病、肿瘤、以及心血管等疾病密切相关。

此外，小鼠和果蝇等传统动物模型因其与人的昼夜活动周期、脑结构和代谢速率等存在明显差异，极大地制约了生物节律紊乱机理研究和相关疾病治疗手段的研发，而非人灵长类动物与人类最接近，是研究节律紊乱相关疾病机理和诊治手段比较理想的动物模型，因此，建立体细胞克隆猴的非人灵长类生物节律紊乱模型最符合要求。

中科院院士、中科院神经科学研究所所长蒲慕明指出，生物节律紊乱等脑疾病模型的克隆猴科研用途广泛，主要包括：解析幼年期自闭症和智障、中年期抑郁症和成瘾、老年期退行性脑疾等脑重大疾病的致病机理；确立脑重大疾病预警、早期诊断各种指标，如血液和脑脊液成分、结构和功能影像、脑功能指标等；研发脑疾病干预、治疗与康复的新方法，包括药物、基因治疗、细胞治疗以及生理和物理治疗等。

展望未来，中科院脑科学研究团队透露，在正建设的非人灵长类模式动物上海松江研发基地，科研人员将积极推动脑疾病猴模型、脑认知工具猴模型、免疫缺陷猴模型、心血管等慢病猴模型、肿瘤及相关药物研发猴模型、内分泌紊乱猴模型、眼科疾病相关猴模型、其他猴模型等构建与研究，持续为人类相关疾病机理研究和相应药物研发作贡献。

2、世界首例体细胞克隆猴，全球首个人猴杂交

2009年，电影《颤栗异种》的上映可谓是激起千重浪，因为电影将人们心中对基因编辑和胚胎融合的恐惧进行了放大，使得这两项非常容易触及伦理底线的技术再一次引起热议。

影片中，男主和女主都是基因工程界的“巨星”，为了满足心中“变态”的探索欲望，他们进行了一项恐怖的实验——将人类与动物的DNA进行杂交混合。

在这场违背伦理的实验中，他们创造出了一个半人半兽的混血“女儿”，继而引发了一系列让人害怕的灾难。

问题来了，电影中那恐怖的情节会不会在现实中真实上演呢？答案我们并不清楚，但我们知道的是，电影中将人类和动物融合的实验，在现实中已经出现了。

近日，《细胞》（《CELL》）上刊载了一篇由中国科学家和美国科学家联合研究的文章，宣布世界上第一个“人猴杂交”胚胎出世，并在实验室中存活了近20天。

此篇文章一经发布，又是引来了人们的热议，那种对未知的恐惧似乎再一次笼罩了天空，但真的有必要对此感到恐惧吗？而这项研究对于人类又有什么意义呢？

事实上，这项研究的目的，和大众的担忧，根本就是两个完全不同的方向，所谓的“杂交”其实是“嵌合体”。

嵌合体又被称为“奇美拉（Chimera）”现象，在生物学意义上指的是由多个个体细胞组成的有机体，用人话来说，就是不同来源的细胞在一个胚胎中存活。

在地球生物中，奇美拉现象并不罕见，在人类中也是如此。

1950年，荷兰田径运动员Foekje Dillema因拒绝接受相关检测而被国家队除名，后来的调查研究显示，Foekje Dillema体内还具有Y染色体，也就是说她是一个真正的雌雄同体人。

Foekje Dillema

1953年，一名女子在就医时被发现有两种不同的血型，经过仔细研究发现，她体内还生活着同胞兄弟的细胞。

2002年，一位美国母亲被剥夺了公共援助，因为DNA显示她并不是自己女儿的妈妈，但后来的研究中发现，该女子确实是自己女儿的亲妈，只不过她的生殖细胞来源于自己同胞异卵姐妹嵌合体。

根据发育情况不同，嵌合体在身体中能够发育成不同的细胞系，甚至是组织和器官，但一般情况下都是由一种细胞系作为主导，所以也就是这个原因，现实中很多人不知道自己是嵌合体，只有在特殊的检查中才能够发现，就像上面例子中明明是自己亲生的孩子却不是“自己的”。

首先说目的，此项研究的目的就是提供各种器官。

我们都知道，目前器官来源匮乏是一个不争的事实，我国每年大约有150万人需要器官移植，但真正能够进行器官移植的只有1万人左右，剩下的149万人只能在等待和煎熬中死去。

不止国内器官匮乏，整个世界都是同样的情况，而之所会出现这种情况，其根源在于主动捐献器官的人太少了。

太少了怎么办呢？难道还能强制要求捐献遗体吗？这显然不现实，因此有科学家提出，既然捐献比例太低，是不是能够找到新的器官来源呢？

答案是肯定的，因为除了捐献之外还有两个器官来源思路，一个是异种器官移植，一个是3D打印。

异种器官移植，顾名思义就是将其他生物的器官移植到人类身上，最具有代表性的例子就是猪了。

近些年，随着基因编辑技术的不断发展，猪器官移植已经取得了不错的成绩，比如一只狒狒在移植猪器官之后，最长寿命已经达到了3年。可别小看这3年，这对于等待器官移植的人群来说，其意义已经不亚于“起死回生”，毕竟3年能够做很多事情、弥补很多遗憾了。

再说3D打印，随着3D打印技术的提高，以及人类本身对器官认识的不断深入，使得3D打印器官的水平也逐渐提高，甚至现在已经能够打印出可以泵血的“人造心脏”。

在提出两个新的解决途径之后，看似一片欣欣向荣，但这背后其实还隐藏着许多有待解决的难题。比如异种器官移植之后的排异问题，3D打印出来的器官不成熟、功能不够的问题等等。

面对“绝望”的局面，有很多科学家开始思考，是否能够在动物体内培养出人类所需要的器官呢？此时嵌合体就成为了解决这个问题的关键。

当然，在动物体内培育人类器官说得非常容易，但是要真正实施起来极为困难，因为生物具有排异机制，也就是说，如果直接将人类细胞植入动物体内，会被动物身体直接吞噬或排出。

对于这个问题，科学家们想到的方法是，从动物还是胚胎时就开始培养，这样就可以极大减少排异反应。

首先先将两种生物的胚胎混合，形成一个复杂的嵌合生物，然后随着这个生物慢慢发育，就有可能出现某个器官中含有人类细胞较多的情况出现。

最开始实现这点很难，比如将人和猴子细胞嵌合，可能从始至终都是猴子细胞占据多数，在这种情况下长出的器官依然是猴子器官，无法移植到人类身体中。

但随着技术的不断更新，人类细胞占比肯定会越来越高，直到无限接近100%的程度，那么就能够直接在动物体内培养人类器官了，人类也就不再为器官匮乏而苦恼了。

实验组和对照组胚胎存活走势

就像在整个实验过程中，第一天存活的人-猴嵌合体有132个，第十天仍有103个存活，之后开始大量死亡，19天时仅存3个嵌合体胚盘，但在这存活的胚盘中，人类细胞所占比例很高，这就是成功的曙光。

争议极大的嵌合胚技术

虽然说嵌合胚和科幻电影中直接进行人兽杂交的行为有一定区别，但其本质上某些地方的类似，也确实很难让人们忽略这其中带来的伦理问题。

我们只希望胚胎能够发育出特定的人类器官，但这也仅仅是理论上的一厢情愿，由于我们对个体发育认知的了解还不全面，所以很难精确控制发育。

从某种意义上来说，这些嵌合胚其实处于“失控”状态，这也就是为什么各国禁止这种研究的原因（日本2019年放开了禁令）。不过，这次中国和美国科学家联合研究是经过了伦理许可的。

总的来说，人-猴嵌合体的研究目的并不是为了制造出科幻电影中的异形，而是为了提高人类在生命科学领域的认知，以便未来更好的造福全人类，所以根本不必为此感到担忧和害怕。

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