世界首個體細胞克隆猴“中中”于2017年11月27日在中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長類平臺誕生。12月5日,第二個體細胞克隆猴“華華”誕生。今天凌晨,國際生物學(xué)頂尖學(xué)術(shù)期刊“細胞”(Cell)以封面文章在線發(fā)表了此項成果。
從神話到現(xiàn)實 中國智慧征服世界
《西游記》為明代小說家吳承恩所著,距今已400多年。小說中的唐僧、孫悟空、豬八戒早已成為家喻戶曉、婦孺皆知的形象。
孫悟空的火眼金睛、七十二變,家喻戶曉,尤其是他的毫毛可以幻化出無數(shù)小猴,曾是多少孩童夢想擁有的能力。要問孫悟空有多火,看看孩子們手中的金箍棒,看看各種電視節(jié)目和文學(xué)作品就知道,就連我國首顆暗物質(zhì)科學(xué)衛(wèi)星的名字“悟空號”也取自于它呢。
克隆猴在中國誕生,《西游記》里的神話正在成為現(xiàn)實。
自1996年第一只克隆羊“多利”誕生以來,20多年間,各國科學(xué)家利用體細胞先后克隆了牛、鼠、貓、狗等動物,但一直沒有跨越與人類最相近的非人靈長類動物的“屏障”。
中科院神經(jīng)所所長蒲慕明院士說,克隆猴的成功,將為腦疾病、免疫缺陷、腫瘤、代謝等疾病的機理研究、干預(yù)、診治帶來前所未有的光明前景?!斑@是世界生命科學(xué)領(lǐng)域近年來的重大突破?!彼f。
突破克隆猴世界性技術(shù)難題
蒲慕明說,克隆猴成為世界性難題的一個主要限制性因素是供體細胞核在受體卵母細胞中的不完全重編程導(dǎo)致胚胎發(fā)育率低。同時,用作受體的卵母細胞數(shù)量有限,且非人靈長類動物胚胎操作技術(shù)尚不完善,也是影響實現(xiàn)非人靈長類動物體細胞克隆的重要因素。
非人靈長類核移植究竟難在哪里?中科院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員孫強說:“主要難在三個方面。以獼猴為例:一是猴細胞核不易識別,去核難度大;二是猴的卵母細胞容易提前激活。操作稍一不小心,卵母細胞就可能被激活,然后它就會先開始自主卵裂,體細胞就跟不上了,最后導(dǎo)致這個卵無法發(fā)育;三是猴的體細胞克隆胚胎發(fā)育差,培養(yǎng)囊胚效率低,優(yōu)質(zhì)囊胚比例低?!?/p>
面對克隆猴技術(shù)難題,孫強率領(lǐng)以博士后劉真為主的團隊,經(jīng)過五年的不懈努力,成功突破了這個生物學(xué)前沿的難題。去年底,兩個克隆猴相繼誕生在中科院神經(jīng)所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的非人靈長類平臺。
體細胞克隆猴構(gòu)建成功的意義
蒲慕明表示,首先證實了獼猴可以用體細胞來克隆,二是獼猴可以成為真正有用的動物模型。“克隆猴遺傳背景相同,就減少個體間差異對實驗的干擾,大大減少了實驗動物使用數(shù)量。同時,通過體細胞克隆技術(shù),模型猴制備時間縮短到一年內(nèi),復(fù)雜和精準的基因編輯可以在體外培養(yǎng)的細胞進行?!逼涯矫髡f。
此外,體細胞克隆猴的成功,將推動我國率先發(fā)展出基于非人靈長類疾病動物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈,促進針對阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病,以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發(fā)進程。
“同時,這一突破也率先實現(xiàn)了‘領(lǐng)跑、彎道超車、三個面向’的目標(biāo),進一步鞏固了中國科學(xué)家在我國即將啟動的靈長類全腦介觀神經(jīng)連接圖譜國際大科學(xué)計劃中的主導(dǎo)地位?!逼涯矫髡f。
國際細胞治療協(xié)會主席、醫(yī)學(xué)科學(xué)家約翰·拉斯科評價說:“來自中國科學(xué)院的作者們報道了體細胞核移植和化學(xué)重編程產(chǎn)生的克隆獼猴出生了以及頭一個星期的生長情況。相似的技術(shù)20年前曾經(jīng)用來制備多利羊,但是這一次來自上海的科學(xué)家利用聰明的化學(xué)方法和操作技巧,攻克了多年來導(dǎo)致克隆猴失敗的障礙。這是許多專家一直認為不可能實現(xiàn)的重大技術(shù)突破?!?/p>
從克隆猴技術(shù)看中國科技彎道超車和領(lǐng)跑
進入新時代,我國科技發(fā)展突飛猛進,涌現(xiàn)出來的部分科技成果具備全球領(lǐng)跑實力。國務(wù)院辦公廳2017年印發(fā)了《關(guān)于深化科技獎勵制度改革的方案》,這是我國實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,為創(chuàng)新型國家建設(shè)凝心聚力的重要舉措。
克隆猴在中國的成功,是世界生命科學(xué)領(lǐng)域取得的重大突破。中國科學(xué)院院長白春禮院士表示,這標(biāo)志著中國將率先開啟以獼猴作為實驗動物模型的時代,這一突破也真正實現(xiàn)了生命科學(xué)領(lǐng)域的彎道超車和領(lǐng)跑,進一步鞏固了中國科學(xué)家在我國即將啟動的靈長類全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜國際大科學(xué)計劃中的主導(dǎo)地位。
“生命科學(xué)將是未來產(chǎn)業(yè)革命最受關(guān)注、最有希望實現(xiàn)新突破的領(lǐng)域之一?!敝袊茖W(xué)院院士、中國科協(xié)黨組書記懷進鵬曾在此前的采訪中表示,下一步我國將繼續(xù)鼓勵營造生命科學(xué)創(chuàng)新研究的良好氛圍,通過科技創(chuàng)新為人類健康貢獻更多“中國方案”。
“近年來,我國科技創(chuàng)新能力體系建設(shè)邁上新臺階?!笨萍疾奎h組書記、副部長王志剛也曾表示,堅定實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,強化創(chuàng)新第一動力的地位和作用,突出以科技創(chuàng)新引領(lǐng)全面創(chuàng)新,具有重大而深遠的意義。
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