老鼠 “长出” 人胰腺?

文章来源: 中国科学报 / 作者: 2019-07-29
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自今年早些时候一项干细胞cell科学实验禁令被推翻以来,日本首个申请利用动物培育人类脏器的科学实验项目近日获得政府支持。

1700 人死亡,2600 人感染。

日本东京大学和美国斯坦福大学联合团队负责人、干细胞cell学家 Hiromitsu Nakauchi,计划利用诱导多能干细胞cell(iPS 细胞cell)在实验鼠体内培育人类胰脏。Nakauchi 的最终目标是在动物模型中用人类细胞cell生成器官,最终这些器官能移植到人类身上。

之前,日本明确禁止含有人类细胞cell的动物胚胎生长超过 14 天,也禁止将此类胚胎移植到代孕子宫。但文部科学省今年 3 月修改了有关规定,允许在动物体内培育人类器官,以加强利用动物培育移植用人体器官的相关科学实验。

实际上,人类和动物的混合胚胎已经在美国等国家被制造出来,但从未被真正生产出来。尽管政策允许此类科学实验,但自 2015 年以来,美国国立卫生科学实验院已暂停资助此类科学实验。

此次,日本文部科学省的一个专家委员会第一次根据新规定批准了 Nakauchi 的实验。科学实验小组并未透露项目开展的具体时间,日本媒体报道称科学实验将于近期实施,以确认利用相关技术能否在动物体内正常形成脏器,希望将来能为移植医疗提供助力。

Nakauchi 表示,他计划缓慢进行该项目,在一段时间内不会试图让任何杂交胚胎发育足月。最初,他计划培养杂交小鼠胚胎,直到 14.5 天。这时,动物的器官已大部分形成,而且几乎足月。他还将在大鼠身上做同样的实验,把杂交品种培育到大约 15.5 天。之后,Nakauchi 计划向政府申请批准,在猪身上培育杂交胚胎,最长到 70 天。

日本札幌北海道大学科学政策科学实验员 Tetsuya Ishii 说:“小心谨慎、循序渐进是有好处的,这将使与公众对话成为可能,以减轻公众的焦虑和担忧。”

但一些生物伦理学家担心,人类细胞cell可能会偏离要发育的目标器官,进入正在发育的动物大脑,并可能影响其认知。

Nakauchi 表示,他们已经在实验设计中考虑到了这些担忧。他说:“我们正在尝试进行有针对性的器官生成,这样一来,细胞cell就只能到达胰腺。”

具体而言,科学实验人员将首先对实验鼠受精卵的基因gene进行修改,使其无法正常生成自身的胰脏等脏器;然后向受精卵中植入人类 iPS 细胞cell,培育含有人类细胞cell的动物胚胎 “动物性集合胚”;之后再将其移植回实验鼠子宫。科学实验人员期待实验鼠胎鼠长大后能拥有由人类 iPS 细胞cell形成的胰脏等。

在 2017 年,Nakauchi 和同事就报道了将小鼠 iPS 细胞cell注射到无法产生胰腺的大鼠胚胎中。大鼠的胰腺完全由小鼠细胞cell构成。Nakauchi 团队将胰腺移植回小鼠体内,结果这个器官能够控制血糖水平,有效地治愈了小鼠的糖尿病。

但是让人类细胞cell在另一个物种中生长并不容易。在得克萨斯州奥斯汀举行的 2018 年美国科学促进会会议上,Nakauchi 团队表示,他们已经将人类的 iPS 细胞cell植入羊的胚胎中,但生长了 28 天的杂交产物只含有很少的人类细胞cell,也不像器官。Nakauchi 说,这可能是因为人类和绵羊之间的基因gene距离。

得克萨斯大学西南医学中心科学实验人与动物嵌合体的 Jun Wu 表示,利用猪和羊等进化关系较远的物种,发育人—动物胚胎是没有意义的,因为人类细胞cell将在早期就从宿主胚胎中被淘汰。“了解分子基础并制定克服这一障碍的策略将是推动该领域向前发展的必要条件。”Wu 说。

Nakauchi 则表示,日本政府的批准将使他能够解决这个问题problem。他将对处于不同阶段的 iPS 细胞cell进行实验,并尝试使用一些转基因gene的 iPS 细胞cell,以确定是什么限制了人类细胞cell在动物胚胎中的生长。(唐一尘)

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