子科生物報道：科學(xué)家們實現(xiàn)了將人類干細(xì)胞注射到靈長類動物的胚胎中，并能夠在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)（最多20天）生長出嵌合胚胎。這項研究為發(fā)育生物學(xué)和進化提供新的見解，也對開發(fā)人類生物學(xué)和疾病的新模型具有重要意義。

這一新成果公布在4月15日Cell雜志上。領(lǐng)導(dǎo)這項研究的是昆明理工大學(xué)靈長類轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院/云南中科靈長類生物醫(yī)學(xué)重點實驗室的季維智院士團隊。

闡明胚胎的早期發(fā)育情況，對不孕癥的干預(yù)、試管嬰兒技術(shù)成功率的提升至關(guān)重要。然而人類胚胎的早期發(fā)育情況，由于倫理和技術(shù)的限制而長期處于“黑匣子”般的狀態(tài)。

“由于我們無法在人體中進行某些類型的實驗，因此必須有更好的模型來更準(zhǔn)確地研究和理解人類生物學(xué)和疾病，實驗生物學(xué)的重要目標(biāo)是開發(fā)模型系統(tǒng)，以便在體內(nèi)條件下研究人類疾病”，文章通訊作者，Salk研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte說。

自1970年代以來，哺乳動物間的嵌合體就已經(jīng)產(chǎn)生，當(dāng)時它們是在嚙齒動物中產(chǎn)生的，用于研究早期發(fā)育過程。去年，這項研究的合作取得了進展：季維智院士團隊開發(fā)出的技術(shù)可以使猴子的胚胎存活并在體外生長。

在最新的研究中，在猴胚被創(chuàng)建六天后，每個胚胎都被注射了25種人類細(xì)胞。這些細(xì)胞來自被稱為多能干細(xì)胞的誘導(dǎo)多能細(xì)胞系，該多能干細(xì)胞對胚胎和胚外組織都有貢獻。一天后，在132個胚胎中檢測到人類細(xì)胞。 10天后，仍有103個嵌合胚胎在發(fā)育。但生存率很快開始下降，到第19天，只有三個嵌合體還活著。但是重要的是，在胚胎持續(xù)生長的整個過程中，人類胚胎細(xì)胞所占的百分比仍然很高。

“從歷史上看，人類-動物嵌合體的產(chǎn)生受到效率低下以及人類細(xì)胞向宿主物種整合的困擾?！?“在人類和非人類的靈長類動物之間形成嵌合體，這種嵌合體沿進化時間軸比人類以前使用的所有物種更為緊密，這將使我們能夠更好地了解嵌合體生成是否存在進化上的障礙，以及是否存在我們可以克服它們的手段?！?/p>

研究人員對來自胚胎的人和猴細(xì)胞進行了轉(zhuǎn)錄組分析。Belmonte解釋說：“從這些分析中，我們鑒定出了幾種在嵌合細(xì)胞中新穎或增強的通訊途徑。” “了解嵌合細(xì)胞通訊涉及哪些途徑，將使我們有可能加強這種通訊，并提高與人類進化距離更遠的宿主物種的嵌合效率?！?/p>

這項研究的重要下一步是更詳細(xì)地評估種間交流所涉及的所有分子途徑，直接目標(biāo)是找出哪些途徑對發(fā)育過程至關(guān)重要。從長遠來看，研究人員希望利用嵌合體不僅可以研究人類早期發(fā)育，并為疾病建模，而且可以開發(fā)新的藥物篩選方法，潛在地產(chǎn)生可移植的細(xì)胞，組織或器官。

同期Cell還發(fā)表了評論性文章，概述了圍繞人類/非人類靈長類動物嵌合體產(chǎn)生的潛在倫理考慮。Belmonte指出：“作為科學(xué)家，我們有責(zé)任按照現(xiàn)行的所有道德，法律和社會準(zhǔn)則，進行認(rèn)真的研究。在開始這項工作之前，在機構(gòu)以及通過與非附屬生物倫理學(xué)家的聯(lián)系進行了倫理咨詢和審查。這一過程有助于指導(dǎo)我們的實驗?！?/p>

原文鏈接：

Cell, Tan et al.: "Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo" https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00305-6