新華社北京1月25日電題:揭秘克隆猴:從“多利”羊到“中中”猴,這一步為何跨越21年?

新華社記者陳芳、董瑞豐

克隆猴在中國成功了。

中國科學(xué)院公布,世界上首只體細(xì)胞克隆猴“中中”于2017年11月27日誕生,10天后第二只克隆猴“華華”誕生。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》北京時(shí)間1月25日以封面文章形式在線發(fā)布該成果。

自1996年第一只克隆羊“多利”誕生以來,21年間,各國科學(xué)家利用體細(xì)胞先后克隆了牛、鼠、貓、狗等動(dòng)物,但一直沒有跨越與人類最相近的非人靈長類動(dòng)物的“屏障”。

克隆猴為什么難?它的誕生有什么價(jià)值?帶著這些疑問,新華社記者在克隆猴的誕生地——中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所非人靈長類平臺(tái),第一時(shí)間采訪了研究團(tuán)隊(duì)。

克隆猴有啥價(jià)值?疾病研究、新藥測試將大幅提速

經(jīng)過體檢,記者戴上口罩、穿上白大褂,在中科院神經(jīng)所研究員孫強(qiáng)的帶領(lǐng)下,走進(jìn)克隆猴寶寶的“育嬰房”。

世界上首只克隆猴“中中”,和她的妹妹“華華”正在恒溫箱里嬉戲。姐姐比妹妹年長10天,除了體型大小略有差異,姐妹倆看不出什么區(qū)別。

她倆的基因,都來自同一個(gè)流產(chǎn)的雌性獼猴胎兒。科研人員提取了這個(gè)獼猴胎兒的體細(xì)胞(非生殖細(xì)胞),通過技術(shù)手段將其細(xì)胞核“植入”若干個(gè)“摘除”了細(xì)胞核的卵細(xì)胞。“中中”是第一個(gè)發(fā)育成型并順利誕生的幸運(yùn)兒。

克隆猴的誕生意味著什么?

“意味著中國將率先建立起可有效模擬人類疾病的動(dòng)物模型。”孫強(qiáng)說,利用克隆技術(shù),未來可在一年時(shí)間內(nèi),培育大批遺傳背景相同的模型猴。這既能滿足腦疾病和腦高級(jí)認(rèn)知功能研究的迫切需要,又可廣泛應(yīng)用于新藥測試。

孫強(qiáng)介紹,如果實(shí)驗(yàn)對象的遺傳背景不同,“實(shí)驗(yàn)組”和“對照組”的說服力就不夠強(qiáng)。傳統(tǒng)醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)大量采用小鼠,很大程度上是因?yàn)槭箢惪赏ㄟ^快速近親繁殖,培育出大量非常相似的小鼠。

但由于小鼠和人類相差太遠(yuǎn),針對小鼠研發(fā)的藥物在人體檢測時(shí)大都無效或有副作用。據(jù)了解,這是目前絕大多數(shù)腦疾病研究無法取得突破的一個(gè)主要原因。

中科院神經(jīng)所所長蒲慕明院士說,克隆猴的成功,將為腦疾病、免疫缺陷、腫瘤、代謝等疾病的機(jī)理研究、干預(yù)、診治帶來前所未有的光明前景。“這是世界生命科學(xué)領(lǐng)域近年來的重大突破。”他說。

克隆猴為什么費(fèi)勁?三大難點(diǎn)抬高門檻

從第一只克隆羊到第一只克隆猴,歷時(shí)21年。期間,各國科學(xué)家先后克隆出牛、鼠、豬、貓、狗等多種動(dòng)物,但對猴子一直無能為力。

2003年,權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》曾發(fā)表美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員的一篇論文,論文稱,用現(xiàn)有技術(shù)克隆靈長類動(dòng)物“是行不通的”。

最接近成功的一次實(shí)驗(yàn)發(fā)生在2010年。美國俄勒岡靈長類研究中心的著名科學(xué)家米塔利波夫率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功移植了克隆猴胚胎,但胚胎發(fā)育至81天,以流產(chǎn)告終。

孫強(qiáng)介紹,克隆猴主要有三個(gè)難點(diǎn)。難題之一,是細(xì)胞核不易識(shí)別,“去核”難度大。作為受體的卵細(xì)胞,必須先把細(xì)胞核“摘除”,才能容納體細(xì)胞的細(xì)胞核這個(gè)“外來戶”。但是,猴的卵細(xì)胞核去核難度非常大。

孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)中,博士后劉真是“去核”的主要操作者。借助顯微設(shè)備,劉真用一雙巧手反復(fù)練習(xí),在最短時(shí)間內(nèi)、用最小損耗完成“去核”工作,為后續(xù)的克隆工作奠定重要基礎(chǔ)。

難題之二,是卵細(xì)胞容易提前激活。克隆過程中,體細(xì)胞的細(xì)胞核進(jìn)入卵細(xì)胞時(shí),需先“喚醒”卵細(xì)胞,然后才啟動(dòng)一系列發(fā)育“程序”。因此,“喚醒”的時(shí)機(jī)要求非常精準(zhǔn)。但是,使用傳統(tǒng)方式,猴的卵細(xì)胞很容易被提前“喚醒”,往往導(dǎo)致克隆“程序”無法正常啟動(dòng)。

難題之三,是體細(xì)胞克隆胚胎的發(fā)育效率低。被轉(zhuǎn)移到卵細(xì)胞里的細(xì)胞核,突然要扮演受精卵的角色,“趕鴨子上架”很不適應(yīng),需要科學(xué)家采取多種手段“保駕護(hù)航”。如果“保駕”不力,絕大多數(shù)克隆胚胎都難以正常發(fā)育,往往胎死腹中。

經(jīng)過5年不懈努力,孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成功突破了克隆猴這個(gè)世界生物學(xué)前沿的難題。通過DNA指紋鑒定,“中中”和“華華”的核基因組信息與供體體細(xì)胞完全一致,證明姐妹倆都是正宗的克隆猴。

克隆猴之后做什么?不考慮對人類進(jìn)行相關(guān)研究

“克隆非人靈長類動(dòng)物的唯一目的是服務(wù)人類健康,但科研人員不考慮對人類進(jìn)行相關(guān)研究。”蒲慕明說。

科學(xué)家認(rèn)為,由于猴子與人在基因方面非常相近,克隆猴研究對于開發(fā)治療人類疾病的新療法等將會(huì)起到巨大的促進(jìn)作用。

“這也是‘全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜’國際大科學(xué)計(jì)劃的關(guān)鍵技術(shù)。”蒲慕明說,我國目前在該領(lǐng)域處于國際領(lǐng)跑地位,將進(jìn)一步使我國成為世界腦科學(xué)人才的匯聚高地。

中科院院長白春禮表示,除了在基礎(chǔ)研究上有重大意義外,此項(xiàng)成果也將推動(dòng)我國率先發(fā)展出基于非人靈長類疾病動(dòng)物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈,為應(yīng)對我國人口健康領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)做出貢獻(xiàn)。