克隆猴来了,克隆人还会远吗

11-14 生活常识 投稿:管理员
克隆猴来了,克隆人还会远吗

尽管克隆研究有争议,也有伦理限制,但是需要结合每个国家的实际情况和不同的科技政策来对待,核心原则是要让这一技术有利于人类和生物,而不是造成灾难。




冰川思想库特约撰稿 | 张田勘


1月25日,世界权威学术期刊《细胞》(Cell)杂志以封面文章的形式刊发了一则消息:中国科学家创造了世界上第一对体细胞克隆猴“中中”和“华华”。


舆论在沸腾之后,也引发了极为深远的想象空间,其中最为关注的问题就是:克隆猴来了,克隆人还会远吗?


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“中中”和“华华”的创造者之一、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心主任、中科院院士蒲慕明回应称,克隆猴的诞生意味着灵长类动物体细胞克隆的技术瓶颈已经打破,培育克隆猴的目的绝不是为克隆人做准备,而是为了药物研制和科学研究,以及提升人类的健康水平和生活质量。

 

其实,“中中”和“华华”的诞生大最可能是,未来的克隆猴将会联祙结队,翩翩而至。事实是,第三只克隆猴“梦梦”已经预定了,将在2018年1月底出生,此后更多克隆猴也在待产。


▲1月24日,中科院神经科学研究所所长蒲慕明院士、孙强研究员和刘真博士(从左到右)在北京举行的发布会上。


中国的克隆猴沿用了1996年7月5日由伊恩·威尔穆特(Ian Wilmut)团队在英国爱丁堡市罗斯林研究所创造的克隆羊多莉·帕顿(Dolly Parton)的技术路线。在克隆羊多莉之后,人类已经能克隆狗、牛、马、小鼠、大鼠、兔、鹿、猪、猫等多种哺乳类动物,现在中国人又能克隆灵长类动物了。

 

那么,什么是克隆?什么又是克隆羊多莉的技术路线?

 

人类的诞生,需要两性生殖细胞的结合,因此,这种繁衍方式称为有性(两性)繁殖,也成为今天大多数生物种群延续、子孙不绝的方式。但是,克隆与此相反,是无性繁殖(单性繁殖)。克隆是英文clone或cloning的音译,指的是生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体或种群。

 

当然,克隆和无性繁殖也有区别。克隆是指人工操作动物繁殖的过程,无性繁殖是指不经过两性生殖细胞的结合而由母体直接产生新个体的生殖方式,如孢子生殖、被子生殖、出芽生殖和分裂生殖。简单地说,对于动物来说,克隆就是无性繁殖;对于人来说就是不需要滚床单或人工授精让精子与卵子的结合就可以繁衍后代。

 

无性繁殖研究的历史很早,但首个震惊世人的结果是克隆羊多莉的诞生。多莉创造出来的过程也称为多莉的技术路线。


▲克隆羊多莉


这个技术路线是这样子的:从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞(供体细胞,也是体细胞),将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止分裂;对一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素,促使其排卵,取出未受精的卵细胞,并立即将其细胞核除去,留下一个无核的卵细胞(受体细胞);利用电脉冲的方法,使供体细胞和受体细胞发生融合,形成了融合细胞,后者像受精卵一样能进行细胞分裂、分化,从而形成胚囊和胚胎;将融合细胞生成的胚胎转移到另一只苏格兰黑面母绵羊(代孕母体)的子宫内,发育成胚胎,最后形成一只小绵羊,即多莉,它与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。


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“中中”和“华华”的诞生也沿用了多莉的技术路线。


首先是从一只猕猴(A猴)的胚胎提取成纤维细胞(供体细胞),并进行培养;然后是从另一只猴子(B猴)的卵母细胞去除细胞核,形成无核的卵母细胞(受体细胞);接着把供体细胞注(移)入去核的卵母细胞中,形成新的融合细胞;再用外源性化合物刺激这个融合的卵母细胞,从而形成囊胚和胚胎,并把胚胎植入另一只母猴,即代孕猴(C猴)的子宫中孕育,最后分娩出“中中”和“华华”。

 

这个过程显然与多莉诞生的技术程序完全一致,但是,其中有几个地方要求的技术更为精细,还有一定的差异。


最困难的地方是,去除猴子受体卵母细胞的细胞核。对于其他动物来说,去除卵母细胞的细胞核相对容易一些,例如,小鼠的卵母细胞在普通光学显微镜下是半透明的,能比较清楚地显现细胞中的细胞核,研究人员容易进行去除细胞核的操作,因而也容易把供体细胞的细胞核移入。


▲克隆猴诞生的全过程


但是,猕猴的卵母细胞的透明度很低,很难找到其中的细胞核,需要使用间断的特殊光照,才能在闪烁的光线下捕捉到隐约显身的细胞核身影,然后去除细胞核。“中中”和“华华”的创造者之一、博士后刘真花了大量的时间来训练,最后实现了在10秒内精准完成对卵母细胞的去核显微操作,而且能在15秒之内将供体细胞注入到去核的卵母细胞当中。

 

此外,如何让融合的供体细胞核与受体卵母细胞结合的新细胞形成胚胎并发育,也是一件很困难的工作。

 

研究人员经过多次试验,采用离子霉素+6-甲基氨基嘌呤(6-DMAP)的物质来激活核移植后的卵母细胞,也就是让新融合的细胞形成囊胚(胚胎)——这种方式产生囊胚的比例只有13%,要让囊胚发育为新的个体还需要产生具有内细胞团的优质囊胚,但是,这样的优质囊胚尚无法产生。

 

不过,更为重要的是,要让融合细胞像胚胎一样发育的根本要素在于让细胞重新编程,因为尽管融合细胞中的体细胞是猴胎成纤维细胞,也已是定性的体细胞,这就需要让体细胞去甲基化、乙酰化才能重新编程。


无论是遗传物质DNA、RNA,还是蛋白质,其分子表面都有甲基、乙酰基等的基团,以修饰DNA等,所以要去掉这些修饰才能重启和完成细胞的重编程。


▲克隆猴诞生的全过程


对于去甲基化、乙酰化已经有大量的研究成果。经过查阅文献和多次尝试,研究人员先后在融合细胞中加入了能够促进胚胎发育的组蛋白乙酰化酶抑制剂TSA和组蛋白H3三甲基化赖氨酸9(H3K9me3)的去甲基化酶Kdm4,也就是达到了去甲基化、乙酰化,让融合细胞生成的囊胚率达到45%,优质囊胚率则达到29%。有了这些条件,才可以让新的个体——克隆猴问世。

 

这种技术路线对于公众来说过于复杂,也烧脑子。不过,记住一个简单的过程就行了:


从A猴提取体细胞,经培养并取出细胞核→植入B猴的去核的卵母细胞,形成融合细胞→用化学物质促使融合细胞发育成囊胚和胚胎→胚胎植入C猴(代孕猴)的子宫孕育并产下克隆猴。


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即便“中中”和“华华”采用了与多莉相同的技术路线,但差异也是有的。

 

首先是,多莉的诞生是利用电脉冲方法刺激融合细胞分裂发育,从而成为胚胎,孕育成新的个体,即多莉;“中中”和“华华”的出生是用化学物质刺激融合细胞成为胚胎,从而孕育出新个体,即“中中”和“华华”。


▲细胞分裂过程


其次,中国研究人员曾使用成年猕猴细胞作为细胞核供体,但产生的克隆猴都在出生几小时后死亡,因此才在后来采用猴胚胎的成纤维细胞作为供体细胞,而多莉的诞生采用的是成年母绵羊乳腺细胞。


“中中”和“华华”使用的供体细胞是胚胎细胞,尽管也是体细胞,但是尚未定性,有很大的发育空间,因此孕育起来更为容易;多莉采用的供体细胞已经是定性的成年体细胞,在重新发育上更为困难。

 

不管怎么说,这一技术既然能让人类克隆出猴子,在技术上也的确离克隆人不远了。

 

需要注意的是,国际社会几乎是一致反对克隆人的。2005年3月8日,第59届联合国大会通过投票表决批准了联大法律2005年2月通过的《联合国关于人类克隆宣言》,呼吁成员国禁止一切形式的人类克隆,包括为研究胚胎干细胞而进行的治疗性克隆。

 

当然,这只是一份宣言,不是全面禁止人类克隆的国际公约,不具有法律约束力。但是,宣言传达的信息是明确的:克隆人的做法违反人类尊严和保护人的生命原则,克隆人是不人道的,也不符合伦理。


▲电影《逃出克隆岛》


在《联合国关于人类克隆宣言》之前的1998年1月12日,欧洲19个国家在巴黎签署了一项严格禁止克隆人的协议。这是国际上第一个禁止克隆人的法律文件,是对《欧洲生物医学条约》的补充。这个条约禁止各签约国的研究机构或个人使用任何技术创造与一位活人或死人基因相似的人,否则予以重罚。

 

克隆人有多种层次和方式,一是研究性克隆,如克隆胚胎供研究,但胚胎发育不得超过14周;二是治疗性克隆,即克隆人的胚胎干细胞,用来治疗疾病;三是生殖性克隆,即公众俗称的克隆一个一模一样的人,就像多莉羊与其提供的体细胞母羊一模一样。

 

2003年12月,中国发布《人类胚胎干细胞研究伦理指导原则》明确规定,禁止生殖性克隆人研究,允许开展胚胎干细胞和治疗性克隆研究,但要遵循规范。

 

例如,利用体外授精、体细胞核移植、单性复制技术或遗传修饰获得的囊胚,其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14天。不得将前款中获得的已用于研究的人囊胚植入人或任何其他动物的生殖系统。


▲克隆猴“中中”和妹妹“华华”。


克隆猴的作用在于,既可以用以产生大脑疾病的模型猴,从而研究大脑疾病的机理(例如阿尔茨海默症、自闭症等疾病),找到新的治疗方式和研发新的药物,也可以通过这样的模型猴研究其他罕见病、遗传病的机理(如地中海贫血、肌肉萎缩性侧索硬化症等),以治疗这些疾病,还可以通过猴子与人大脑的相似性进行国际上继人类基因组之后的脑计划研究,以实现人工智能和信息技术的突破。

 

因此,尽管克隆研究有争议,也有伦理限制,但是需要结合每个国家的实际情况和不同的科技政策来对待,核心原则是要让这一技术有利于人类和生物,而不是造成灾难。

 

至于人类能不能阻止克隆人的诞生,只能是骑驴看唱本,走着瞧!


*本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容。

标签: # 细胞 # 胚胎
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