博览万物器官移植的新希望？昨晚

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【博览万物|器官移植的新希望？】

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昨晚，国际顶级期刊《细胞》上发表了一项重磅研究：来自中国昆明理工大学和美国索尔克生物研究所的科学家，第一次制造出了存活率较高的“人-猴胚胎” 。
这些胚胎只在体外培养了 20 天，并没有继续发育为胎儿，但它们还是引发了广泛的伦理争议——人-猴胚胎，会是潘多拉的魔盒吗？

研究者希望通过这项研究，探讨人多能干细胞在灵长类动物体外胚胎中的嵌合能力 | Weizhi Ji / KMUST
在这篇文章里，我们将讨论这些问题：

为什么要制造“半人半猴”的胚胎？
这些胚胎是怎么来的？它们会长大吗？
这项研究符合伦理规范吗？
这了实验需要被禁止吗？

为什么要制造这样的胚胎？
含有不同物种来源细胞的胚胎，被称为“嵌合体胚胎”（chimeric embryos）。这听起来像是邪恶科学家的疯狂念头；但实际上，不少科学家都希望，能用这项技术来解决一个重要的现实问题——器官移植。
有大量的患者在等待器官移植手术，仅在中国，每年就有高达 30 万例器官移植的需求。然而，现有的器官捐献远不能满足。科学家正在探究一些替代方法，例如 3D 打印、在体外培养类器官、直接从其他动物身上移植器官，或是让嵌合体动物“长出”人的器官。如果能让猪长出人的心脏，那么这枚心脏用于移植时，引起的排异反应可能比直接使用猪心脏时少得多。
在啮齿动物身上，这个理论已经成为了现实。 2010 年，东京大学的中内启光（Hiromitsu Nakauchi）团队制造了大鼠-小鼠嵌合体，让小鼠长出了大鼠的胰腺，而且这些胰腺能够分泌胰岛素。

从左到右依次是：小鼠，与大鼠嵌合后的小鼠，与小鼠嵌合后的大鼠，大鼠 | Nakauchi et al. / The University of Tokyo/Stanford
但要产生可用于人的器官，这项技术才刚刚起步。
过去几年，国外的研究团队曾尝试制造人-猪胚胎、人-羊胚胎等，效果都不甚理想。例如 2017 年的人-猪胚胎研究中，只有约 12% 的嵌合体胚胎能够继续发育，而且人细胞在全部细胞中的占比不足 0.001% 。这可能是因为猪、羊与人的亲缘关系较远。
想要了解人细胞在嵌合体胚胎中发生了什么、如何才能提高嵌合成功率，研究者猜测，我们或许能从人-灵长类动物嵌合体胚胎中得到启发。
制造人-猴胚胎
人-猴胚胎的产生，简单来说，就是将人的多能干细胞注射进体外培养的食蟹猴胚胎中。

食蟹猴（Macaca fascicularis）| Peterwchen / Wikimedia Commons
理论上来说，多能干细胞具有和胚胎干细胞一样的分化潜能，能够分化成为所有组织和器官。在本次实验中，研究者在每一个体外受精、发育到第 6 天的食蟹猴胚胎中，注射了 25 枚人来源的多能干细胞。
注射 1 天后，全部 132 枚猴胚胎中都出现了人来源的细胞。
胚胎发育到第 10 天，仍有 111 枚嵌合体胚胎能正常生长。
随着时间推移，嵌合体胚胎的存活率逐渐降低，并在第 15 天锐减。
第 19 天，仅有 3 枚嵌合体胚胎存活，这也是目前体外培养食蟹猴胚胎技术的极限。
第 20 天，所有胚胎死亡，胚胎体外培养至此结束。
除了存活率提升之外，人细胞在人-猴胚胎中的占比也达到了 2%～7% ，且在上胚层和下胚层中均有出现。上胚层与下胚层是囊胚（胚胎早期的一个阶段）的两个结构；随着胚胎发育，这两部分细胞将进一步发展为外胚层、中胚层、内胚层等，最终分化产生动物体的全部器官。

嵌合体胚胎在体外培养不同阶段的图片 | 参考资料[1

也就是说，如果后续有人继续培养甚至移植人-猴胚胎，让它们最终出生，那么嵌合体小猴子体内的各处器官，可能都存在着来源于人的细胞。