来自美国和中国的科学家团队首次成功培育出含有人类细胞的猴子胚胎。但是没有参与这项研究的科学家们引用了这些猴子和人类杂交的伦理问题,尽管生长的嵌合胚胎在20天后就被破坏了。
研究人员在《细胞》(Cell)杂志上发表了他们的研究成果。他们表示,某些实验不能在人类身上进行,这使得接近人类的杂交体成为解决这一研究障碍的可能方案。研究人员认为,这些人与动物的杂交体,或称嵌合体,可能为发育生物学提供了更深入的见解,并改善了对新癌症疗法的识别。
在这项研究中,研究人员将人类干细胞注入猴子胚胎中,并等待它们发育。人类和猴子的细胞开始在培养皿中分裂并一起生长,受精后最多3个胚胎存活了219天。
“总的来说,每个胚胎都含有增殖和分化程度不同的人类细胞,”该研究的主要作者、加州拉霍亚索尔克生物研究所的发育生物学家胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特在接受《自然》杂志采访时说。
仅仅一天之后,就在132个胚胎中发现了人类细胞。在第10天,研究人员观察到总计103个嵌合胚胎仍在发育过程中。但不久之后,存活率开始下降,到第19天只剩下3只奇美拉。在研究的这个阶段,研究人员在嵌合体进一步发展之前摧毁了它们。
2019年,同一研究团队的成员发现,他们可以在受精后成功培育猴子胚胎长达20天。该团队还在2017年报告了用人类细胞培养的猪和牛胚胎以及用老鼠细胞培养的大鼠胚胎的成功生长。
虽然研究人员自己认为这项工作可以帮助生物学理解和发现新的治疗药物,但它最终让许多生物学家在围绕这项工作本身的伦理问题上产生了分歧。
西班牙巴塞罗那庞培法布拉大学(Pompeu Fabra University)的发育生物学家阿方索·马丁内斯·阿里亚斯(Alfonso Martinez Arias)最近在接受《自然》杂志(Nature)采访时表示:“在这个领域,还有更合理的实验,把chimera作为器官和组织的来源。”使用家畜(包括牛和猪)进行的研究不会对挑战伦理边界构成重大风险。“有一整个领域的类器官,”他补充说,“有希望摆脱动物研究。”
该研究的作者Izpisua Belmonte告诉《自然》杂志,该团队没有将杂交胚胎植入猴子体内的计划。相反,未来任何研究的目标都将是了解不同物种的细胞如何在胚胎中相互交流,至少在早期生长阶段是这样。
贝尔蒙特说,培育人鼠杂交后代的工作仍处于初级阶段,因为这些杂交后代需要更健康、更有效,才能提供有价值的见解。这两个物种之间的进化距离使杂交物种无法茁壮成长,这使得此类调查具有挑战性。
“这篇论文戏剧性地展示了将人类多能干细胞引入食猴胚泡后,植入食猴胚胎的能力,”加州理工学院发育生物学家Magdalena Zernicka-Goetz在《自然》杂志上发表的一份声明中说。
为了响应这类研究计划,国际干细胞研究协会(ISSCR)将在下个月发布干细胞研究的修订指南,该指南将针对非人类灵长类动物和人类嵌合体。目前,ISSCR的指导方针禁止研究人员对人与动物嵌合体进行交配。
同样,美国、英国和日本也限制了涉及人体细胞的嵌合体研究。2019年,日本解除了用含有人类细胞的动物胚胎进行研究的禁令。美国国家卫生研究院(NIH)在2015年宣布暂停对注射人类细胞的动物胚胎的联邦资助。该资助机构在2016年表示,该禁令可能会被取消,但资助禁令仍然存在。
科学界人士也呼吁公众就这些人类/非人类杂交后代的影响展开辩论。在接受BBC采访时,进步教育信托基金(Progress Educational Trust)主任萨拉·诺克罗斯(Sarah Norcross)指出,胚胎和干细胞研究都取得了“重大进展”,这些进展可能会为整体研究带来好处。尽管有这些潜在的好处,诺克罗斯说,“显然有必要对所提出的道德和监管挑战进行公开讨论和辩论。”