首只胚胎干细胞系“嵌合猴”诞生

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　　研究机构：中国科学院、华大基因研究所

　　

　　首只胚胎干细胞系“嵌合猴”诞生

　　

　　中国研究人员首次报道了一只活产“嵌合猴”。

　　

　　这只“嵌合猴”是由同一种猴子的两个基因不同的胚胎的细胞组成的。之前，人们已经在大鼠和小鼠中实现，但迄今为止还未在其他物种，包括非人类灵长类动物身上实现。11月10日，相关论文刊登于细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell（《细胞》）。

 

　　

　　“这是该领域长期追求的一个目标。”论文通讯作者、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）研究员刘真说，“这项研究不仅对理解包括人类在内的灵长类动物的原始多能性有意义，而且对基因工程和物种保护也有实际意义。具体来说，这项工作可以帮助我们产生更精确的猴子模型，用于神经系统疾病以及其他生物医学研究。”

　　

　　该研究使用的食蟹猴，也被称为长尾猕猴，是一种生物医学研究常用的灵长类动物。研究人员首先利用7天大的囊胚胚胎细胞建立了9个干细胞系。然后，他们将这些细胞系置于培养环境中，以增强它们分化成不同细胞类型的能力。他们对这些细胞进行了多种测试，以确认它们是多能性的——有能力分化成活体动物所需的所有细胞类型。这些干细胞也被标记上绿色荧光蛋白，这样研究人员就能确定在发育和存活的动物中，哪些组织是从它们中生长出来的。

　　

　　最终，研究人员选择了一个特定的干细胞子集注射到早期的猴子桑葚期胚胎（4~5天大的胚胎）中。这些胚胎被植入雌猴体内，结果有12只怀孕，6只活产。

　　

　　分析证实，一只活产的猴子和一个流产胚胎是嵌合的，它们全身都含有从上述干细胞中生长出来的细胞。而且，两个都是雄性。

　　

　　研究人员使用绿色荧光蛋白标签确定了哪些组织含有注射干细胞来源细胞。他们还使用基因测序和其他测试确认了在不同器官中存在干细胞来源的组织。结果显示，含有干细胞来源细胞的组织类型包括大脑、心脏、肾脏、肝脏和胃肠道。在活体猴子中，干细胞在不同组织类型中的贡献从21%到92%不等，在测试的26种不同组织类型中平均为67%。相比之下，流产胚胎的这一数字较低。

　　

　　在这两个动物身上，他们还证实了在睾丸和最终发育成精子的细胞中存在干细胞衍生细胞。

　　

　　“这项研究提供了有力的证据，证明猴子多能干细胞具有在体内分化成猴子各种组织的能力。”联合通讯作者、华大基因研究所和中科院的Miguel Esteban说，“这项研究加深了我们对灵长类动物多能干细胞发育潜力的理解。”

　　

　　“这项工作有助于我们更好地理解灵长类细胞的原始多能性。”联合通讯作者、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）研究员孙强补充说，“在未来，我们将通过优化干细胞培养条件，以及干细胞植入囊胚后的培养，或两者兼有，提高产生‘嵌合猴’的效率。”

　　

　　研究人员还计划进一步探索胚胎在宿主动物体内存活的机制，这将有助于提高嵌合体产生的效率。

　　

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　　This work was funded by the National Key Research and Development Program of China, the National Natural Science Foundation of China, the Shanghai Municipal Science and Technology Major Project, the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences, the Basic Frontier Scientific Research Program of Chinese Academy of Sciences, the National Science and Technology Innovation 2030 Major Program, and Shenzhen Basic Research Project for Excellent Young Scholars.

　　

　　Cell, 作者Cao等，“Live Birth of Chimeric Monkey with High Contribution from Embryonic Stem Cells” https://cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01087-5