繼2017年中國率先攻克非人靈長類實驗動物克隆世界難題后,24日,中國綜合英文期刊《國家科學評論》封面刊登了克隆猴的最新突破。在嚴格遵循科研倫理的前提下,我國科學家首次得到一批用于疾病研究、遺傳背景一致的克隆疾病猴模型,按下全球藥物研發(fā)“快進鍵”。
“失眠”猴 幫助疾病治療步入“精準時代”
2017年,世界首批克隆猴“中中”“華華”在中國誕生,它們的健康存活向世人證明,除了羊、牛、鼠等動物,借助體細胞克隆技術,與人類更為相似的實驗用非人靈長類獼猴也可以被克隆。
這一次,仍然是來自中科院神經(jīng)科學研究所的科研人員,他們通過基因編輯敲除“關鍵基因”的方法獲得生物鐘紊亂特征明顯的一只獼猴,然后采集其體細胞的細胞核,克隆出5只遺傳背景一致的生物鐘紊亂疾病猴。目前年齡最大的已超半歲,年齡最小的也已超過3個月。
為什么要克隆容易“失眠”的猴子?科學家說,因為人類健康還有許多未解之謎亟需得到它們的幫助。雄雞報曉、蜘蛛半夜結網(wǎng)、向日葵清晨開放……自然界大部分生物都“自帶”生物鐘。生物鐘紊亂與失眠、抑郁癥、阿爾茲海默癥、腫瘤、糖尿病以及心血管病等多種人類常見疾病密切相關。
然而,目前科學家研究生物鐘紊亂問題都是用小鼠、果蠅作為實驗動物模型,與人類差異大。“對小鼠有效的藥,很可能對人不起作用或副作用嚴重。相比之下,實驗動物獼猴在進化上與人更接近,腦結構和功能也與人高度相似。”中科院神經(jīng)科學研究所研究員張洪鈞說。
“量產(chǎn)”猴 體細胞克隆技術不斷走向成熟
相比首批克隆猴“零的突破”,這次科研成果完成了“批量”克隆的跨越。
實現(xiàn)“中中”“華華”克隆的第一完成人、中科院神經(jīng)科學研究所研究員劉真說,首批克隆猴的細胞核來自同一只尚未出生的雌性胎猴體細胞,該細胞核十分“年輕”、生命力強,所以得以順利出生,但同期其他克隆個體均未存活,當時克隆總體成功率不足1%、成本昂貴。
“克隆猴姐妹比大熊貓還‘珍貴’,如果我們不能大幅提高克隆的成功率,體細胞克隆技術很可能因為成本過高而最終無法走向實際應用,不斷提升技術的成熟度是關鍵。”中科院神經(jīng)科學研究所非人靈長類研究平臺主任、“克隆技術”研發(fā)團隊通訊作者孫強說。為進一步拓展體細胞克隆技術的適用范圍,孫強、劉真“克隆技術”研發(fā)團隊與張洪鈞“生物鐘紊亂”研究團隊走到一起,他們首次從實踐層面證實,除了胎猴,基因修飾的雄性青年獼猴也能批量克隆。
業(yè)內(nèi)專家認為,批量克隆疾病猴的操作要求更高、實現(xiàn)難度更大,這次突破表明中國體細胞克隆技術不斷走向成熟。
“保護”猴 新藥研發(fā)有望大幅減少實驗動物用量
實驗動物猴被大量用于人類疾病治療手段研發(fā)和藥物檢測。多家機構統(tǒng)計結果顯示,猴子用于生物醫(yī)學研究的數(shù)量正逐年增加,全球年均使用量約10萬只,主要用于藥物安全性和代謝方面的測試研究。
中科院上海藥物所所長蔣華良院士介紹,在克隆猴技術尚未突破前,由于野生猴的遺傳背景各異、個體表征差異難統(tǒng)一,每次科學實驗或藥物檢測都需使用大量實驗猴做交叉驗證,又由于野生猴繁殖周期長、單胎數(shù)量少,驗證工作常常持續(xù)很多年。
“克隆猴實現(xiàn)短周期‘量產(chǎn)’后,實驗動物用量有望大幅減少。”蔣華良說,新技術讓人們在一年內(nèi)就能制備出大批遺傳背景相同的克隆猴,減少了個體差異對實驗的干擾,以后只需使用很少數(shù)量的克隆猴就能完成藥物的有效篩選。
對于公眾高度關注的克隆、基因編輯等技術所涉及的倫理問題,蒲慕明強調(diào),這項工作嚴格遵守國際倫理標準審查和認證,根本目的是為研究人類疾病發(fā)生機理和開發(fā)有效治療手段服務。
“有了克隆疾病猴的‘幫助’,藥物研發(fā)可以在使用更少實驗動物的前提下,縮短周期、提高成功率,促進生命科學和醫(yī)學的發(fā)展,有力推動我國新藥創(chuàng)制。”蒲慕明說。