5年前的克隆猴制作成功，引起科学界轰动。而被中国科学院脑智卓越中心（神经科学研究所）蒲慕明院士认为在生物医学领域的意义不亚于克隆猴的另一项里程碑成果，今天再次面世。35岁的中国科学院脑智卓越中心刘真研究员，正是这项成果的主要完成者。

　　    能否像小鼠一样做成猴模型     

　　生物医学最重要的动物模型是小鼠，很多实验都以小鼠作为对象，一个重要原因是因为1984年，科学家们首次建立了“小鼠胚胎干细胞胚胎注射形成嵌合体”技术。
 

　　胚胎干细胞在模式动物构建、细胞治疗、器官再生、类器官模型等生物医药领域发挥着重要作用。它可以在体外无限自我复制更新，改变培养条件，加上不同的分化因子，还可在体外诱导分化成多种不同类型的体细胞。分化能力正是细胞实验的基础。

　　体外培养扩增的胚胎干细胞仍然具有体内发育的潜能，也即形成胚胎干细胞嵌合体，这是定义胚胎干细胞的“金标准”。1984年完成的小鼠胚胎干细胞嵌合体技术，实现了哺乳动物精准遗传操作，极大的推进遗传学和发育生物学的发展。简单解释，就是对体外培养的小鼠胚胎干细胞进行遗传信息的编辑，改变使胚胎干细胞携带突变基因，通过囊胚注射胚胎干细胞，再将囊胚植入受体母鼠的子宫中，就能得到一大群拥有同样基因突变的嵌合体小鼠，再通过繁殖传代，产生基因编辑的小鼠品系，用于各种医学生物学研究。

　　“过去三十年来，这种技术衍生出了无数的小鼠品系，造成了生物医学的重大革命。但小鼠作为动物模型，对于人的疾病来说却有其局限性，需要做灵长类模型，就是猕猴。这也是脑智中心这10年来的目标，做成灵长类的基因突变疾病模型。”蒲慕明院士表示。

　　如果能证明胚胎干细胞嵌合体技术在猕猴中也能成功的话，知道了致病基因，就可以以猴子做模型，通过基因编辑胚胎干细胞来进行疾病模型构建并用于药物测试。“比如将人类渐冻症相关的基因突变放到胚胎干细胞里面，再筛选哪些胚胎干细胞是真正被编辑好的，通过将携带有突变基因的干细胞注射到猴早期胚胎里面，产生出一批可能有渐冻症的猴子，可作为模型，来检测治疗和干预手段。”

　　蒲慕明院士表示，如果能像小鼠一样做成猴的胚胎干细胞胚胎注射形成嵌合体，那应用的范围就非常广了，人类各种疾病比如神经系统疾病、代谢性疾病、免疫性疾病等等都可以做出模型。“但是关键要有一个非常有效的干细胞培养体系。”

　　    研究成果具里程碑价值     

　　目前，非人灵长类胚胎干细胞嵌合体研究一直进展缓慢，建立非人灵长类胚胎干细胞嵌合体技术，对于脑科学和生物医药研究更凸显出了极其重要的意义。
 

　　2023年11月9日24点，《Cell》期刊以封面文章的形式在线发表题为《Live birth of chimeric monkey with high contribution from embryonic stem cells》（高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合体猴）的研究论文。

　　该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心刘真研究组，脑智卓越中心非人灵长类研究平台孙强研究团队和中国科学院广州生物医药与健康研究院Miguel A. Esteban研究组合作完成。

　　刘真介绍说，研究中，通过将74个具有明显嵌合的囊胚移植到40只受体母猴子宫内，研究团队最后获得了4只流产的胚胎和6只出生的猴子。通过检测发现1只流产的胎儿和1只出生后的小猴产生了明显的嵌合。同时证明最高嵌合效率高达90%。此外，不同于小鼠多能干细胞，灵长类多能干细胞除了产生胎儿组织外，还产生了胚外组织，包括胎盘、胚外中胚层、下胚层细胞。这些数据强有力地证明灵长类多能干细胞具有发育的全能性。

　　据了解，美国科学家曾认为猴胚胎干细胞不能产生嵌合体（Cell，2012），使灵长类胚胎干细胞多能性理论基础受到挑战。而这项研究不仅研究了不同培养条件下猴多能干细胞的嵌合能力，也首次在国际上成功构建了高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合体猴，并证实了猴胚胎干细胞可以高效的贡献到胚外胎盘组织和生殖细胞。这是灵长类多能干细胞多能性研究的一个重要突破，对于理解灵长类胚胎干细胞全能性具有重要意义，为遗传修饰模型猴的构建奠定了技术基础。

　　    团队成员平均年龄35岁以下     

　　作为该论文的共同通讯作者，曾经参与克隆猴研究的刘真今年年仅35岁。参与这项研究的团队整体都很年轻。

　　中国科学院脑智卓越中心、西北农林科技大学联合培养博士研究生曹静表示，研究中碰到不少难点。首先就是培养基的问题。“我们实验室花费了大量的时间在6个培养基体系的摸索上，大概花了有一年半的时间。”细胞培养好了之后，如何保证细胞的存活又成为一个关键问题。“我们也拿了很多的胚胎去测试，那段时间就一直跟刘老师讨论，每次都进行复盘，看为什么这个培养体系不行？最后总算挺过去了。”

　　而在这样的磨练过程中，年轻人也有了很多收获。曹静对刘真“细心观察，大胆假设，严谨求证”的要求印象深刻。“他要求我们详细记录并优化实验的每个细节，以便于及时发现并解决问题。同时刘老师对科研有非常敏锐的洞察力，和刘老师讨论课题时，常常感叹刘老师对科研的灵敏度，在大家一筹莫展时候，他总能抓住问题关键点，提出新的思路，我们时常会有柳暗花明又一村的感觉。”曹静告诉记者，在干细胞嵌合体的工作中更是这样，面临实验中的两大关键难题，都是刘真大胆提出假设，最终证明他提出的解决方案非常奏效，这也让她很是佩服。

　　博士后陆宗阳和刘真认识超过5年，让他最为敬佩的是，几乎随时去办公室敲门他都会在。“实验室的任何人都可以与他讨论最近的实验结果，并且他鼓励一切的结果，尤其是阴性数据，我们会不厌其烦的分析那些阴性数据。在这里，阴性的数据并不会让人沮丧，这点与很多导师都不同。”陆宗阳说，在这个过程中，常常需要抽丝剥茧式的思维，但走下去总能收获惊喜。

　　脑科学的研究是一项长期的过程。蒲慕明院士表示，不像小鼠，猴的个体差异太大，要做成没有个体差异的猴模型难度也更大。虽然我国在这方面的研究已经走在前列，但何时可以真正展开应用，是全世界都需要关注的问题。“希望能在未来五年真的证实猴的模型对生物医药研究的作用，未来5年乃至10年之内做出真正对人民生命有价值的猴模型。”

来源 青年报记者刘晶晶 2023年11月10日

http://www.why.com.cn/wx/article/2023/11/10/16995883051228972374.html