北京时间11月10日0点，国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）在线发表了题为《高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合体猴》的研究论文，期刊封面上一只可爱的绿色猴子形象地体现了这项突破性研究的成果。

　　图片说明：胚胎干细胞嵌合体猴卡通寓意图被选为该期Cell杂志的封面 

　　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。

　　研究团队在国际上首次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。

　　“这些研究结果是非凡的，因为提供了强大的证据证实灵长类胚胎干细胞可以产生高比例的嵌合体动物，这在之前没有得到明确证实。”学术同行如此评论到。

　　嵌合体在生物学中是指同一个体中不同基因型的组织相互接触而存在的现象。1984年，小鼠胚胎干细胞胚胎注射形成嵌合体首次实现，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。美国科学家曾认为猴胚胎干细胞不能产生嵌合体。

　　图片说明：非人灵长类胚胎干细胞嵌合体研究模式图 

　　“越是难题越说明在这个领域的重要性”，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究组组长刘真带领团队向这项难关发起了挑战。五年前，作为论文第一作者，刘真以封面文章形式发表体细胞克隆猴的科研成果，克隆猴“中中”和“华华”在国际上引起轰动。

　　团队此次研究的首要问题在于获得具有高效发育潜能的胚胎干细胞。针对这一问题，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，进而从克隆形态、免疫荧光、单细胞转录组、线粒体代谢、全基因组甲基化、核型分析和全基因组测序等多方面对处于不同培养条件下食蟹猴胚胎干细胞进行全面系统的评估。

　　图片说明：中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘真研究员 

　　研究发现5iLAF、4CL和PXGL体系下培养的食蟹猴胚胎干细胞具有较高的多能性，而且4CL体系下的干细胞具有更好的传代稳定性和基因组稳定性。

　　胚胎干细胞注射入受体胚胎后的快速凋亡是影响胚胎干细胞成功嵌合的关键。研究团队选用绿色荧光蛋白标记的4CL条件下的胚胎干细胞进行猴胚胎注射实验，通过测试干细胞注射入胚胎后的不同培养基和培养时间的组合，最终得到了既不影响胚胎正常发育又能保证干细胞存活的最优嵌合胚胎培养条件。

　　在系统性评估了不同培养条件下猴胚胎干细胞状态和改进优化了嵌合胚胎培养条件的基础上，研究团队进一步将注射了绿色荧光标记的4CL干细胞的胚胎移植到代孕母猴。在总共得到的10只出生或流产的仔猴中，有一只出生存活猴和一只流产猴检测到胚胎干细胞的嵌合。期刊封面这只毛发绿色的猴子，其实是代表着团队在注射实验时，对胚胎干细胞选用了绿色荧光蛋白进行标记。

　　图片说明：胚胎干细胞嵌合体猴研究团队主要成员 

　　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。研究团队在两只嵌合体猴的胎盘组织中均发现了胚胎干细胞的高比例贡献。据悉，该研究严格遵守生物伦理规范，所有实验均符合国际干细胞研究学会的研究指南，并经过脑智卓越中心伦理委员会审核。

　　“考虑到小鼠胚胎干细胞几乎不会贡献到胎盘组织，这项结果说明灵长类胚胎干细胞可能具有不同于啮齿类的独特的发育全能性特征。此外，两只嵌合体猴的生殖细胞中也发现了胚胎干细胞的高比例贡献，这对后续基于该技术的遗传修饰模型构建至关重要。”刘真介绍说。

　　“这项研究的重要性不亚于体细胞克隆猴。”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认为，未来，利用经过基因编辑的胚胎干细胞嵌合体猴，还将有助于开展针对渐冻症和其他脑疾病的研究。

来源 光明日报记者 任鹏 颜维琦 2023年11月10日

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