北京时间11月9日晚 ，国际学术期刊《细胞》以封面文章发表了我国科学家一项重要科研成果。这项研究在国际上首次成功构建了高比例胚胎干细胞来源的出生存活嵌合体猴，并证明了猴胚胎干细胞可以高效地贡献到胚外胎盘组织和生殖细胞。为什么说这项研究是一个重大突破？这一成果有什么重要意义？

胚胎干细胞是指由着床前囊胚的内细胞团在体外分离培养而来的多能性细胞，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。胚胎干细胞具有体外无限自我复制更新、诱导实现多向分化、胚胎注射形成嵌合体等关键特征，其中胚胎注射形成嵌合体被公认为是评估胚胎干细胞多向分化潜能的金标准。

1984年，国际上首次实现小鼠胚胎干细胞胚胎注射形成嵌合体，2008年成功实现大鼠胚胎干细胞胚胎注射形成嵌合体。然而非人灵长类胚胎干细胞嵌合体研究一直进展缓慢。

中国科学院院士、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任 蒲慕明：这个多年来不是没有人在做，为什么一直没有成功？因为把内细胞拿出来之后，在外面培养成干细胞时培养不好，它不会成为一个全能的干细胞，过一些时候就死掉了，不能增殖，所以需要一个很好的培养环境。注射回去到受体的胚胎里面要能够存活，这个胚胎怎么样培养使它能够存活，这个都是技术上的难点。过去很多实验室做到成功的外来干细胞来源的嵌合体很少是活得很长的，在胚胎里面活不了，而且最终也没有人能够得到一个真正出生的高比例的嵌合体。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘真研究组、非人灵长类研究平台孙强研究团队，中国科学院广州生物医药与健康研究院米盖儿 埃斯特万等组成的联合研究团队建立了处于6种不同培养体系下的食蟹猴胚胎干细胞，发现在其中三种体系下培养的食蟹猴胚胎干细胞具有较高的多能性。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究组组长、研究员 刘真：当这个细胞注入到胚胎之后，如果我们用胚胎的培养条件去培养嵌合胚胎，那么这个胚胎发育得很好，但是这个细胞就会凋亡。如果我们将注射的胚胎用我们的干细胞的培养条件去培养，那么这个细胞是活得很好的，但是这个胚胎就不能发育到囊胚，发育得很差。所以说这就是一个平衡，我就测试不同的培养基的组合是否可以既让胚胎可以发育得很好，干细胞又可以存活。最终我们发现当我们将这两个培养基1:1混合，而且再持续72小时培养，那么这个细胞既可以很好存活，而且胚胎也可以正常发育到囊胚。

不同培养条件下猴胚胎干细胞中SOX2，NANOG和KLF17的免疫荧光

团队将注射了其中两个体系的干细胞的嵌合胚胎分别在体外延迟培养到第17天，发现注射的胚胎干细胞仍然可以高效存活，单细胞测序表明猴胚胎干细胞可以与受体胚胎细胞同步发育，并且贡献到第17天猴胚胎的不同细胞谱系中。

刘真：我们总共移植了40个受体，最终出生了4只流产和6只出生存活的仔猴，10只猴中我们总共检测出了2只它的个体是有非常明显的胚胎干细胞嵌合的。

　　不同细胞注射的嵌合胚胎体外延迟培养效果图

团队还证明，出生存活猴中胚胎干细胞的贡献比例高达70%左右，流产猴中胚胎干细胞的贡献比例约20%。 　

刘真：我们首次证明了猴的胚胎干细胞，只要在我们的一些特定的实验条件下，我们把它培养得干性更好，我们再把那个细胞放回到原来的胚胎里面去，它确实也可以非常高效地贡献到受体胚胎，而且生成一个嵌合体的猴。这个嵌合体有70%—80%左右的细胞是来自于我们放进去的胚胎干细胞，而不是说原来它的胚胎细胞。所以这个工作就证明了灵长类的在培养箱里面培养的胚胎干细胞在这种最严格的实验条件下，是具有这样的发育的潜能的。

　　非人灵长类胚胎干细胞嵌合体研究模式图

胎盘组织和生殖细胞是胚胎发育和重编程过程中的两类特殊组织或细胞。其中胎盘组织是由滋养外胚层发育而来，而生殖细胞发育过程中要经历更加剧烈的表观重编程，也就是说干细胞分化到生殖细胞难度会更大。然而，研究团队在两只嵌合体猴的生殖细胞和胎盘组织中都发现了胚胎干细胞的高比例贡献。

刘真：我们对它的精巢组织进行了染色，绿色的信号就代表了我们追踪的干细胞的信号。通过单细胞测序，我们也证明了确实在精巢组织里面的生殖细胞也携带绿色荧光信号的。在我们嵌合体猴胎盘里面也检测到了非常清晰的绿色荧光蛋白信号，也就是暗示着猴的胚胎干细胞也可以贡献到胚外的胎盘组织的。

蒲慕明表示，这项研究对于理解灵长类胚胎干细胞全能性和发育潜能具有重要意义，也为建立基于猴胚胎干细胞嵌合体的基因打靶和模型构建技术奠定了基础。

蒲慕明：现在这个技术有希望得到没有个体差异的猴的模型，将来达到猴的模型的应用。未来10-20年之内我们会做出对生物医药、人民生命健康有用的猴的模型。

来源 央视新闻记者 朱敏 窦筠韵 2023年11 月10日