“人兽杂交”成现实?日本解禁混合胚胎研究

  

  

  日本批准了一项突破性的实验, 允许利用动物培育人类器官 。 尽管世界上许多国家已经限制、撤资或彻底禁止这种充满道德风险的实验,但日本现在正式揭开了这个“潘多拉魔盒”。 而干细胞生物学家,东京大学、美国斯坦福大学的教授 中内启光 等待这一时刻已经等了十多年。

  

  不再止于胚胎,他们要“生产”人体器官

  日本国内一直禁止相关研究,但今年3月,日本文部科学省修订方针,打破了全球基因研究的“14天原则”,准许制造能够植入动物子宫并 完成妊娠 的“人-动物混合胚胎”。 7月24日,文科省的一个专家委员会根据新规首次批准了中内的实验,预计最终批准将在下个月。 中内所领导的研究小组计划在小鼠和大鼠胚胎中培育人类细胞,然后将这些胚胎移植到代孕动物体内。

  

  ▲“14天原则”,即禁止人工胚胎生长超过14天,原因之一是胚胎在14天后将分化出神经等结构。 但目前,呼吁延长这一期限的声音也很多。

  中内的科研小组正在探索的策略是,首先修改实验鼠的胚胎基因,使其缺乏产生特定器官(如胰腺)所必需的基因,然后将“人类诱导性多能干细胞”(iPS细胞)注入动物胚胎。 随着动物的发育,它 利用人类的iPS细胞来制造器官 ,而这是动物无法用自己的细胞来制造的。

  

  但是让人类细胞在另一个物种中生长并不容易。 2018年美国科学促进协会会议上,中内和他的同事宣布,他们已经将人类的iPS细胞植入羊的胚胎中。 尽管生长了28天的杂交胚胎只含有少量的人类细胞,也没有像器官的东西。 中内认为,这可能是因为人类和羊之间的 基因差距 造成的。

  正如中内此前进行的实验,人类和其它动物的混合胚胎,已经在美国等国家产生,但从未被真正“生产”出来。 中内说,他计划缓慢进行目前的实验,在一段时间内不会试图使任何杂交胚胎 足月 。 首先,他将分别培养杂交小鼠、大鼠胚胎至14.5和15.5天; 接着,他将申请在猪身上培育杂交胚胎,最长可到70天。

  

  一些生物伦理学家担心,人类细胞可能会偏离目标器官的发育, 进入正在发育的动物大脑 ,并可能影响其认知。 中内解释称,这些担忧已经在实验设计中考虑到了。 他说:“我们正在尝试进行有针对性的器官生成,这样细胞就只能到达胰腺。 ”对于大众担心的“人兽杂交”生物,中内表示会密切观察婴儿鼠,一旦发现其大脑含有 30% 以上的人类细胞,将不予出生; 产下后亦将最长观察 2 年 。

  

  中内与他的干细胞研究

  作为干细胞研究领域的领军人物,中内走遍了各个国家,而他的梦想就是 有朝一日能在绵羊或猪等动物身上培育出定制的人体器官 。 仅在美国,就有11.6万多名病人在等待器官移植,中内希望他的努力能改变人们的生活。 2010年,中内还在日本工作时就表示,可以通过胚胎补偿技术,利用大鼠细胞培育出拥有胰腺的小鼠,但日本监管部门一直未批准他的嵌合体培育计划。

  

  而现在日本政府批准了中内的“人兽混合胚胎”培育,中内向《朝日新闻》袒露心声称,“经过10年的准备,终于可以开始在这一领域进行严肃的研究。 ” 鉴于该团队计划把在猪体内制作的人类胰脏移植给I型糖尿病患者,由I型糖尿病患者及其家人成立的日本非营利组织IDDM曾探访中内的研究所。 在问到为何要培育不同物种的混合胚胎时,中内指出,他 致力于器官再生的目的是临床应用 ,如果在同物种之间进行实验,那人类器官的混合在伦理上更不被允许,相比之下,在动物体内培育人的内脏虽然也会遇上伦理问题,但更容易实现。

  中内还指出,根据世界经合组织的调查,日本人对科学不感兴趣,但实际上很多糖尿病患者及其家人是希望推进这种医疗力量的。 他表示,从医疗费上讲, 胰脏移植手术总比一辈子打胰岛素来得好 。

  

  中内参与的研究不止这一项。 今年5月29日,他们的团队公布了一项有助推动治疗 白血病 的研究: 通过不断测试及调整培养造血干细胞的环境因素及培养液,他们成功培养大量的 老鼠造血干细胞 。 造血干细胞移植是治疗某些血液疾病及自身免疫性疾病等的方法之一,但患者须先经过化疗或电疗,杀死自身的造血干细胞,然而此举可能会引发致命的副作用。 中内指出: “50年来,来自世界各地实验室的研究人员一直在寻找使这些细胞大量生长的方法。 现在我们已经确定了一组条件,这些条件允许这些细胞在一个月内增长多达900倍。 我们相信,这种方法可以 改变人类干细胞移植和基因治疗的方式 。 ”

  

  此外,中内研究团队还曾探索“返老还童”。 骨髓造血干细胞制造了白细胞和红细胞,但随着年龄增长,白细胞的一部分、与免疫能力相关的淋巴细胞会逐渐减少。 2018年4月15日,其团队公布了一项研究成果——从高龄老鼠的骨髓中提取出造血干细胞移植到年轻老鼠体内后, 已经老龄化的造血干细胞又具有产生白细胞的能力 。 研究团队表示,如果能找出其原理,就能使血液细胞恢复活力。

  

  ▲“返老还童”实验示意图。iWeekly周末画报独家稿件,未经许可,请勿转载