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厉害了,中国科技:体细胞克隆猴,了不起

作者:畜牧业
出处:www.lunrr.com
时间:2019-12-23

作者:吴月辉资料来源:人民日报,发布日期:2018/1/25 11:19:36

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率先开启非人灵长类实验动物模型

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《人民日报》(2018年1月25日,第10版)

体细胞克隆猴“中”(左)和“华华”在育儿盒中 中国科学院神经科学研究所提供的图片

《西游记》中的孙武空拥有无限的力量。只需要几根头发就可以轻轻拔起吹它,它可以立刻创造数百个地方。 今天,类似的场景也有望在现实中出现。

中国科学院神经科学研究所研究员孙强团队24日下午在北京宣布,经过五年的不懈努力,该团队突破了体细胞克隆猴的世界难题,成功培育出世界上第一只单细胞克隆猴。 这标志着中国将率先开启以猕猴为实验动物模型的时代。 这项成果于1月25日作为封面文章在《生物学》杂志《细胞》上在线发表。

灵长类动物(猕猴)的体细胞克隆一直是一个世界性问题。

2017年11月27日,世界上第一只单细胞克隆猴“中中”在神经科学研究所和中国科学院脑科学与智能技术卓越中心的非人灵长类平台上诞生。12月5日,第二只克隆猴子“花花”诞生了 两只克隆猴子都是雌性的。 到目前为止,两只小猴子的身体指标正常,发育状况良好。

体细胞是一个与生殖细胞相关的概念 这是一种细胞,其遗传信息不会像生殖细胞一样传递给下一代。

”体细胞执行特殊功能,例如红细胞执行运输和维持功能,免疫细胞执行免疫防御功能,并且它们不具有发育特征 然而,一些体细胞可以在体外培养以实现无限增殖,并且可以获得大量体细胞。 ”孙强说

利用这一特点,体细胞克隆技术应运而生 体细胞克隆技术也可以称为体细胞核移植技术。 首先,需要分离培养动物体细胞,然后采用核移植的方法。卵母细胞作为核受体去核,含有少量细胞质的体细胞或细胞核,即核质体,被用作核供体,后者被转移到前者以构建重组胚胎。供体细胞核在去核卵母细胞的细胞质中重新编程,开始卵裂,开始胚胎发育过程,并进行妊娠和分娩。

自1997年成功克隆“多莉羊”体细胞以来,许多哺乳动物体细胞克隆也取得了成功,但非人灵长类(猕猴)接近人类的体细胞克隆一直是一个悬而未决的问题。

那么,非人灵长类动物核移植的具体困难是什么?

“主要困难在三个方面 以恒河猴为例:首先,猴子的细胞核不容易识别,也很难去核。其次,猴子卵母细胞很容易提前激活。 如果操作不小心,卵母细胞可能被激活,然后它将首先开始自主分裂,体细胞将无法跟上它,最后卵子无法发育。第三,猴体细胞克隆胚胎发育不良,囊胚培养效率低,优质囊胚比例低 ”孙强说

猴子克隆有助于建立模拟人类疾病的动物模型

尽管非人灵长类动物(猕猴)的体细胞克隆很难实现,但它对人类非常重要

“没有克隆猴子,很难建立模拟人类疾病的动物模型,许多疾病的研究也不会顺利有效地进行。 ”孙强说,“例如,目前绝大多数脑部疾病无法得到有效治疗的主要原因之一是,针对药物的普通小鼠模型的研发与人类相差甚远,所研发的药物在人体内测试时大多无效或有副作用。 “

过去使用普通猴子作为实验动物模型有两个缺点。

“首先,猴子繁殖力低,传代时间长 猴子的怀孕周期是160天。从小猴子出生到性成熟,至少需要4到6年的时间来怀孕和分娩。 其次,遗传背景很复杂 因为猴子的父亲和母亲不同,他们的基因来源也不同,他们的遗传背景也不同,所以巨大的个体差异会对实验造成更大的干扰。 ”孙强说

基于此,来自世界各地的研究人员一直在努力解决这个难题。

2012年,在浙江乌镇举行的一个关于非人灵长类动物研究的小型研讨会上,中国科学院神经科学研究所和脑科学与智能技术卓越与创新中心主任蒲慕明院士提出,猴体细胞克隆工作应该由神经来进行,并认为这是解决上述问题的唯一可行途径。

因此,为了实现这个使命目标,孙强带领博士后刘真领导的团队开始了这项研究。

孙强团队认为体细胞克隆的关键节点主要分为四个阶段:胚胎构建、激活、核基因激活和植入后发育 其中,前三个阶段,即胚胎细胞从一个细胞分裂成2、4和8个细胞的过程,是最关键的

”在核基因组开始之前,体细胞核经历了一个回到早期胚胎核状态的过程,即重新编程 如果这一过程能够得到很好的控制,体细胞胚的发育率应该得到提高。 ”孙强说

猴卵母细胞去核很困难,需要高技术 为了在去核过程中快速准确,减少对卵母细胞的损伤,刘真努力练习了几年,最终平均在10秒钟内取出一个细胞核。

为脑部疾病的新药研发、机理研究、干预、诊断和治疗带来光明前景

谈到成功构建体细胞克隆猴子的意义,蒲慕明说,首先证实了恒河猴可以用体细胞克隆,其次,恒河猴可以成为真正有用的动物模型。

”克隆猴子具有相同的遗传背景,这减少了个体差异对实验的干扰,并大大减少了实验动物的数量 同时,通过体细胞克隆技术,将模型猴的制备时间缩短到一年,可以对体外培养的细胞进行复杂准确的基因编辑。 ”蒲慕明说

此外,体细胞猴克隆的成功将推动中国率先发展基于非人灵长类疾病动物模型的全新药物研发产业链,推动阿尔茨海默病、自闭症等脑部疾病以及免疫缺陷、肿瘤和代谢性疾病新药研发进程。

”同时,这一突破也率先实现了‘领先、弯道超车、面向三个方向’的目标,进一步巩固了中国科学家在即将到来的灵长类全球脑介观神经网络国际科学项目中的领先地位。 ”蒲慕明说

国际细胞治疗协会主席、医学科学家约翰拉斯科说:“中国科学院的作者报道了第一周通过体细胞核移植和化学重编程生产的克隆恒河猴的出生和生长。”。 20年前,类似的技术被用于生产多莉羊,但这次来自上海的科学家使用了聪明的化学方法和操作技能来克服多年来导致猴子克隆失败的障碍。 这是一项重大的技术突破,许多专家一直认为这是不可能的。 “

体细胞克隆猴具有广阔的应用前景

美国杰克逊实验室成立于1929年,是世界上最大的模型动物研发基地和销售公司。它已经为国际生物医学团体培育并销售了7000多种基因编辑小鼠品系。

“当这项技术成熟时,中国将来也将能够建立一个以非人灵长类为基础的大型研发基地和产业链。 蒲慕明说:“面对国家的主要需求,脑疾病模型猴的发展也将为脑疾病的机制研究、干预、诊断和治疗带来前所未有的光明前景。”。 由中国科学家牵头的灵长类全脑图谱计划的实施和灵长类脑科学前沿研究,将进一步使中国成为世界脑科学人才的汇聚高地。 “

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为什么体细胞克隆猴如此重要?

中和华华来了!世界上第一只体细胞克隆猴子诞生

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