日本學(xué)者計劃將人類細(xì)胞插入大鼠胚胎。 圖片來源：Science Pictures ltd/SPL

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本報訊 自今年早些時候一項(xiàng)干細(xì)胞研究禁令被推翻以來，日本首個申請利用動物培育人類臟器的研究項(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)培育人類胰臟。Nakauchi的最終目標(biāo)是在動物模型中用人類細(xì)胞生成器官，最終這些器官能移植到人類身上。

之前，日本明確禁止含有人類細(xì)胞的動物胚胎生長超過14天，也禁止將此類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，允許在動物體內(nèi)培育人類器官，以加強(qiáng)利用動物培育移植用人體器官的相關(guān)研究。

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

此次，日本文部科學(xué)省的一個專家委員會首次根據(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)目開展的具體時間，日本媒體報道稱研究將于近期實(shí)施，以確認(rèn)利用相關(guān)技術(shù)能否在動物體內(nèi)正常形成臟器，希望將來能為移植醫(yī)療提供助力。

Nakauchi表示，他計劃緩慢進(jìn)行該項(xiàng)目，在一段時間內(nèi)不會試圖讓任何雜交胚胎發(fā)育足月。最初，他計劃培養(yǎng)雜交小鼠胚胎，直到14.5天。這時，動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計劃向政府申請批準(zhǔn)，在豬身上培育雜交胚胎，最長到70天。

日本札幌北海道大學(xué)科學(xué)政策研究員Tetsuya Ishii說：“小心謹(jǐn)慎、循序漸進(jìn)是有好處的，這將使與公眾對話成為可能，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，人類細(xì)胞可能會偏離要發(fā)育的目標(biāo)器官，進(jìn)入正在發(fā)育的動物大腦，并可能影響其認(rèn)知。

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

具體而言，研究人員將首先對實(shí)驗(yàn)鼠受精卵的基因進(jìn)行修改，使其無法正常生成自身的胰臟等臟器；然后向受精卵中植入人類iPS細(xì)胞，培育含有人類細(xì)胞的動物胚胎“動物性集合胚”；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)鼠胎鼠長大后能擁有由人類iPS細(xì)胞形成的胰臟等。

在2017年，Nakauchi和同事就報道了將小鼠iPS細(xì)胞注射到無法產(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。

但是讓人類細(xì)胞在另一個物種中生長并不容易。在得克薩斯州奧斯汀舉行的2018年美國科學(xué)促進(jìn)會會議上，Nakauchi團(tuán)隊(duì)表示，他們已經(jīng)將人類的iPS細(xì)胞植入羊的胚胎中，但生長了28天的雜交產(chǎn)物只含有很少的人類細(xì)胞，也不像器官。Nakauchi說，這可能是因?yàn)槿祟惡途d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—動物胚胎是沒有意義的，因?yàn)槿祟惣?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該領(lǐng)域向前發(fā)展的必要條件?！盬u說。

Nakauchi則表示，日本政府的批準(zhǔn)將使他能夠解決這個問題。他將對處于不同階段的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細(xì)胞在動物胚胎中的生長。

來源：中國科學(xué)報