日本學者計劃將人類細胞插入大鼠胚胎。 圖片來源：Science Pictures ltd/SPL

?

本報訊 自今年早些時候一項干細胞研究禁令被推翻以來，日本首個申請利用動物培育人類臟器的研究項目近日獲得政府支持。

日本東京大學和美國斯坦福大學聯(lián)合團隊負責人、干細胞學家Hiromitsu Nakauchi，計劃利用誘導多能干細胞（iPS細胞）在實驗鼠體內(nèi)培育人類胰臟。Nakauchi的最終目標是在動物模型中用人類細胞生成器官，最終這些器官能移植到人類身上。

之前，日本明確禁止含有人類細胞的動物胚胎生長超過14天，也禁止將此類胚胎移植到代孕子宮。但文部科學省今年3月修改了有關(guān)規(guī)定，允許在動物體內(nèi)培育人類器官，以加強利用動物培育移植用人體器官的相關(guān)研究。

實際上，人類和動物的混合胚胎已經(jīng)在美國等國家被制造出來，但從未被真正生產(chǎn)出來。盡管政策允許此類研究，但自2015年以來，美國國立衛(wèi)生研究院已暫停資助此類研究。

此次，日本文部科學省的一個專家委員會首次根據(jù)新規(guī)定批準了Nakauchi的實驗。研究小組并未透露項目開展的具體時間，日本媒體報道稱研究將于近期實施，以確認利用相關(guān)技術(shù)能否在動物體內(nèi)正常形成臟器，希望將來能為移植醫(yī)療提供助力。

Nakauchi表示，他計劃緩慢進行該項目，在一段時間內(nèi)不會試圖讓任何雜交胚胎發(fā)育足月。最初，他計劃培養(yǎng)雜交小鼠胚胎，直到14.5天。這時，動物的器官已大部分形成，而且?guī)缀踝阍?。他還將在大鼠身上做同樣的實驗，把雜交品種培育到大約15.5天。之后，Nakauchi計劃向政府申請批準，在豬身上培育雜交胚胎，最長到70天。

日本札幌北海道大學科學政策研究員Tetsuya Ishii說：“小心謹慎、循序漸進是有好處的，這將使與公眾對話成為可能，以減輕公眾的焦慮和擔憂?！?/p>

但一些生物倫理學家擔心，人類細胞可能會偏離要發(fā)育的目標器官，進入正在發(fā)育的動物大腦，并可能影響其認知。

Nakauchi表示，他們已經(jīng)在實驗設(shè)計中考慮到了這些擔憂。他說：“我們正在嘗試進行有針對性的器官生成，這樣一來，細胞就只能到達胰腺。”

具體而言，研究人員將首先對實驗鼠受精卵的基因進行修改，使其無法正常生成自身的胰臟等臟器；然后向受精卵中植入人類iPS細胞，培育含有人類細胞的動物胚胎“動物性集合胚”；之后再將其移植回實驗鼠子宮。研究人員期待實驗鼠胎鼠長大后能擁有由人類iPS細胞形成的胰臟等。

在2017年，Nakauchi和同事就報道了將小鼠iPS細胞注射到無法產(chǎn)生胰腺的大鼠胚胎中。大鼠的胰腺完全由小鼠細胞構(gòu)成。Nakauchi團隊將胰腺移植回小鼠體內(nèi)，結(jié)果這個器官能夠控制血糖水平，有效地治愈了小鼠的糖尿病。

但是讓人類細胞在另一個物種中生長并不容易。在得克薩斯州奧斯汀舉行的2018年美國科學促進會會議上，Nakauchi團隊表示，他們已經(jīng)將人類的iPS細胞植入羊的胚胎中，但生長了28天的雜交產(chǎn)物只含有很少的人類細胞，也不像器官。Nakauchi說，這可能是因為人類和綿羊之間的基因距離。

得克薩斯大學西南醫(yī)學中心研究人與動物嵌合體的Jun Wu表示，利用豬和羊等進化關(guān)系較遠的物種，發(fā)育人—動物胚胎是沒有意義的，因為人類細胞將在早期就從宿主胚胎中被淘汰?！傲私夥肿踊A(chǔ)并制定克服這一障礙的策略將是推動該領(lǐng)域向前發(fā)展的必要條件?！盬u說。

Nakauchi則表示，日本政府的批準將使他能夠解決這個問題。他將對處于不同階段的iPS細胞進行實驗，并嘗試使用一些轉(zhuǎn)基因的iPS細胞，以確定是什么限制了人類細胞在動物胚胎中的生長。

來源：中國科學報