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中科院动物研究所:猪和猴生下新物种!

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论文地址:https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs13238-019-00676-8.pdf
2019年11月28 日,中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室在《Protein & Cell》上在线发表了《Domesticatedcynomolgus monkey embryonic stem cells allow the generation of neonatalinterspecies chimeric pigs》。在该研究中,研究人员评估了食蟹猴的胚胎干细胞(cmESCs)在猪体内的嵌合能力。该研究报道了一种优化的培养基,它增强了cmESCs的抗凋亡能力,并促进了嵌合胚胎(将驯化的cmESCs(D-ESCs)注入猪囊胚中,分化成了三个胚层的细胞)的发育。另外,该研究还获得了2个新生儿种间嵌合体,在这2个嵌合体上观察到组织特异性D-ESC分化。该研究表明,D-ESCs在猪模型中具有整合和分化为功能细胞的能力,在不同的新生儿组织中的嵌合率为0.001-0.0001。该研究将促进异种器官形成未来的发展,并为在大动物模型中通过种间囊胚互补来生产组织特异性的功能细胞和器官更近了一步。

讨论:在这项研究中,研究人员将D-ESCs注射到猪的囊胚中获得新生儿种间嵌合体。在猪胎儿中,D-ESCs分化为三个胚层,这与之前报道的人/猪嵌合体的研究相一致(Wu et al., 2017);但人/猪胎儿只存活了28天,由于伦理学问题的原因使得研究者无法观察到嵌合的人胚胎干细胞是否能在猪体内发育形成成熟的功能细胞。而这项研究证明,猴/猪嵌合体可以在新生猪上形成功能性的肝细胞和肾细胞;这些功能细胞可以被分离出来进行进一步的研究和未来的临床应用。而且这项研究的嵌合体比例比之前报道的人/猪嵌合体高10-100倍(Wu et al., 2017)。
当然,种间嵌合体要在临床上得以应用,还有很长的路要走;其中的一个难点是需要通过提高cmESCs的多能性来增加纯合子的嵌合效率;另一个难点是我们需要弄明白关于进化差异影响异种嵌合体发育效率的分子机制基础。这项研究利用猴细胞来探索在大动物模型中重建嵌合的人体器官的潜力,通过更好地了解猪发育过程中异种识别、命运决定和灵长类干细胞增殖和分化的过程,来促进异种器官形成的发展。这些研究成果为克服异质器官重组的困难与实现在大型动物中重建人体器官的最终目标奠定了坚实的基础。
自2010年大鼠器官在小鼠胚胎内成功构建后,人类器官在猪羊等大动物体内的嵌合成为科学研究的热点,但近年来多项研究结果表明人类胚胎干细胞在大动物胚胎内的嵌合难度大,仍需要解决大量的基础科学问题;非人灵长类多能干细胞具有与人类干细胞相似的多能性,将非人灵长类多能干细胞与其他动物的胚胎进行结合制备相应的嵌合体是研究种间嵌合和器官生成的良好模型。非人哺乳动物的异种嵌合体是研究疾病、生长发育以及器官移植的潜在模型,自20世纪70年代以来,世界各国的科学家们一直在以异种嵌合体,如,绵羊-山羊嵌合体、大鼠-小鼠嵌合体等回答一些基础发育生物学问题。


IP属地:四川来自Android客户端1楼2019-12-10 19:43回复
    将来人会不会利用基因技术,创造出很多新物种。甚至新人类?


    IP属地:重庆来自Android客户端2楼2019-12-10 20:39
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      还得能生育繁衍才能叫新物种,这样搞出来的和骡子是一样的,合子后生殖隔离。这实验的实用价值大概就是可以利用异种动物培育需要的细胞或者组织器官。


      IP属地:广东来自Android客户端3楼2019-12-10 22:18
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        其实我觉得地球的物种实际上是处于一种平衡状态,而人类的强大已经在渐渐改变这种平衡,如果再去创造新的物种,更会加剧这种不平衡,试想造出一个新的物种,比人聪明,比牛壮,有鳍能在水中游,有翅膀能飞,那人类又怎么生存呢


        IP属地:四川来自Android客户端4楼2020-07-27 21:32
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