克隆猴：1.5版的克隆技術(shù)

錢煒

克隆羊“多莉”的誕生，可以說是從0到1的歷史性飛躍，而從克隆羊到克隆猴，可看作是從1到1.5的突破。然而，即使不考慮生命倫理上的問題，單從技術(shù)上看，要想用現(xiàn)在的方法克隆出人類的小寶寶，也仍是很難實現(xiàn)的

1月25日，兩只分別名叫“中中”和“華華”的大眼萌猴的照片，登上世界頂級學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志的官網(wǎng)頭條。中國科學(xué)家在全世界首次成功實現(xiàn)了用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆出靈長類動物的目標(biāo)。2018年2月8日，《細(xì)胞》雜志將以封面文章的形式發(fā)布這一成果。

頂級期刊、封面文章，又是世界首次，這是一則令很多人“不明覺厲”的消息。為何一則科學(xué)新聞能刷爆朋友圈？這先要從研究的背景解釋起。

從1997年“多莉羊”克隆成功后，許多哺乳類動物比如牛、狗、豬的克隆也相繼成功，但與人類相近的靈長類動物的克隆一直是沒有解決的難題。沒有克隆猴，就很難建立模擬人類疾病的動物模型。以中科院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員孫強(qiáng)、博士后劉真為主的團(tuán)隊，用5年時間的攻關(guān)，突破了這個生物學(xué)前沿的難題。

那么問題來了，為什么克隆猴那么難呢？此前，科學(xué)家們嘗試使用標(biāo)準(zhǔn)克隆技術(shù)克隆靈長類動物，但一直沒有成功。這種將供體細(xì)胞的DNA注入一顆已去除其自身遺傳物質(zhì)的卵子內(nèi)的做法，被稱為體細(xì)胞核移植技術(shù)（SCNT）。與過去直接采用成年活體細(xì)胞的做法不同，中國團(tuán)隊采用的是猴子胎兒細(xì)胞的DNA與卵子相結(jié)合。

具體而言，在研究中，對于融合細(xì)胞的細(xì)胞核來源，研究人員設(shè)計了兩組實驗，一組利用來自于流產(chǎn)產(chǎn)生的胎猴的纖維組織母細(xì)胞，在另一組中，是利用成年猴子的卵丘細(xì)胞。結(jié)果在第一組實驗中，21只代孕母猴中的6只成功懷孕，最終生下了2只健康的猴子，它們就是這兩天頻頻亮相、惹人喜愛的“中中”和“華華”。據(jù)孫強(qiáng)透露，如果順利的話，第三個體細(xì)胞克隆猴“夢夢”將在2018年1月底出生。

在另一組研究中，42只代孕母猴中有22只成功懷孕，最后也有兩只猴子出生，可惜的是，它們在短暫存活后死亡。實際上，來源細(xì)胞的年齡越大，越難進(jìn)行克隆，而且克隆出的胚胎也越容易流產(chǎn)。

為了克服體細(xì)胞重編程過程中的很多表觀遺傳修飾障礙，需要對SCNT技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。孫強(qiáng)小組能夠獲得成功，離不開科學(xué)家們近年來對克隆胚胎重編程機(jī)制的研究。孫強(qiáng)團(tuán)隊在克隆猴的過程中利用這些成果，大大優(yōu)化了克隆方法，最終獲得成功。

在SCNT技術(shù)的優(yōu)化過程中，技術(shù)操作的嫻熟也是取得成功的另一個重要原因。為快速、精準(zhǔn)地從卵細(xì)胞中取出細(xì)胞核，并促使體細(xì)胞與去核的卵母細(xì)胞融合，論文的第一作者劉真花了3年時間練習(xí)和優(yōu)化該流程?！癝CNT技術(shù)流程非常關(guān)鍵，操作越快，卵細(xì)胞受損就會越小，劉博士在這方面做得很出色?！敝锌圃荷窠?jīng)研究所所長、論文的合作者蒲慕明表示，“劉真可能在10秒之內(nèi)對卵母細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞去核操作，在15秒之內(nèi)將體細(xì)胞注入到卵母細(xì)胞當(dāng)中。這需要很長時間的練習(xí)，并非每個人都能精準(zhǔn)且快速地操作去核、細(xì)胞融合，流程的優(yōu)化極大地幫助了我們?！?/p>

在克隆技術(shù)領(lǐng)域，克隆羊“多莉”的誕生，可以說是從0到1的歷史性飛躍，而從克隆羊到克隆猴，可看作是從1到1.5的突破。一直從事基因敲除克隆豬研究的江蘇省異種移植重點實驗室主任、“千人計劃”學(xué)者戴一凡在接受《中國新聞周刊》采訪時表示，“從由胚胎發(fā)育機(jī)制不同帶來的技術(shù)難度來看，克隆牛、克隆馬都與克隆羊類似，克隆豬就很不一樣，狗的克隆技術(shù)與之前也有很大不同，而克隆猴除了技術(shù)上很難，本身成本高也成了一個門檻。”

戴一凡解釋說，像羊、牛和豬，克隆時所需的卵細(xì)胞很容易也很便宜就能獲取，“像我們做克隆豬，去屠宰場一天能買到幾百個剛剛被殺死的豬的卵巢，拿回來取出卵巢中未成熟的卵細(xì)胞，再進(jìn)行體外培養(yǎng)。這樣下來，一天實驗室做試驗用掉的卵子能高達(dá)七八百個。而試驗猴本身就很貴，一只食蟹猴的價格要1萬多元人民幣，買回來后還不能“殺猴取卵”，只能通過與人類似的促排卵技術(shù)來取卵，一次只能取十幾個，再加上平時養(yǎng)猴子的成本，這就造成全世界也沒有幾個實驗室有這個實力在這一領(lǐng)域參與競爭。”他表示，由于中國經(jīng)濟(jì)實力的提升與中國政府對科研事業(yè)的日漸重視，在資金投入方面，中國科學(xué)家已經(jīng)成為令國際同行艷羨的群體。

“克隆猴還是很難的，這需要用許多技術(shù)進(jìn)行大量的測試。當(dāng)有的實驗室一天只能測試5個條件，而你的實驗室一天能測試幾十個條件的時候，誰能勝出就不言而喻了。”戴一凡指出。

美國俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)的克隆專家舒凱拉特·米塔利波夫（Shoukhrat Mitalipov）表示，“恭喜中國科學(xué)家，我明白其中的難度有多大?！睋?jù)估計，米塔利波夫在21世紀(jì)前10年嘗試克隆時，使用了15000多個猴子卵子。當(dāng)時，雖然他能從人類和猴子的克隆胚胎中提取干細(xì)胞系，但是懷孕的靈長類動物最終未能誕下活胎。

在研究人類疾病時，相較于使用非克隆動物，使用克隆動物作為模型具有一些明顯優(yōu)勢。美國加州索爾克生物研究所的計算神經(jīng)生物學(xué)家特里·謝伊諾斯基（Terry Sejnowski）表示，在使用非克隆動物進(jìn)行實驗時，難以知道測試組和對照組之間的差異是由治療引起還是遺傳變異引起。而使用克隆動物則可以顯著降低遺傳背景的差異，因而需要的動物更少。

中科院神經(jīng)研究所所長蒲慕明認(rèn)為，能夠克隆猴子或許能振興已經(jīng)在大多數(shù)國家有所衰落的靈長類動物研究。他說，目前的帕金森病實驗一般需要幾百只猴子，如果用克隆猴，可能10只就夠了。借助克隆技術(shù)，可以在供體細(xì)胞注入卵子之前對其進(jìn)行編輯。蒲慕明期望在一年內(nèi)可以誕生細(xì)胞經(jīng)過遺傳編輯的克隆猴，并以之為模型，研究晝夜節(jié)律紊亂和帕金森病。鑒于靈長類動物研究的前景，上海市正在規(guī)劃建立國際靈長類動物研究中心，預(yù)計將在未來幾個月內(nèi)正式公布。該中心將為全球科學(xué)家培育克隆動物。

米塔利波夫表示，中國科學(xué)家現(xiàn)在只是成功利用胎猴細(xì)胞的DNA進(jìn)行了克隆，要想利用成年猴的細(xì)胞DNA“制造”出與之完全一樣的后代克隆猴，目前的方法還無法獲得成功。他認(rèn)為，即使不考慮生命倫理上的問題，單從技術(shù)上看，要想用現(xiàn)在的方法克隆出人類的小寶寶，也仍是很難實現(xiàn)的。