2019年11月28 日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所干細(xì)胞與生殖生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在Protein & Cell 上在線發(fā)表了題為：Domesticatedcynomolgus monkey embryonic stem cells allow the generation of neonatalinterspecies chimeric pigs的研究論文。在該研究中，研究人員評(píng)估了食蟹猴的胚胎干細(xì)胞（cmESCs）在豬體內(nèi)的嵌合能力。該研究報(bào)道了一種優(yōu)化的培養(yǎng)基，它增強(qiáng)了cmESCs的抗凋亡能力，并促進(jìn)了嵌合胚胎（將馴化的cmESCs（D-ESCs）注入豬囊胚中，分化成了三個(gè)胚層的細(xì)胞）的發(fā)育。另外，該研究還獲得了2個(gè)新生兒種間嵌合體，在這2個(gè)嵌合體上觀察到組織特異性D-ESC分化。該研究表明，D-ESCs在豬模型中具有整合和分化為功能細(xì)胞的能力，在不同的新生組織中的嵌合率為千分之一到萬(wàn)分之一。該研究將促進(jìn)異種器官形成未來(lái)的發(fā)展，并為在大動(dòng)物模型中通過(guò)種間囊胚互補(bǔ)來(lái)生產(chǎn)組織特異性的功能細(xì)胞和器官更近了一步。
討論：在這項(xiàng)研究中，研究人員將D-ESCs注射到豬的囊胚中獲得新生種間嵌合體。在豬胎兒中，D-ESCs分化為三個(gè)胚層，這與之前報(bào)道的人/豬嵌合體的研究相一致（Wu et al., 2017）；但人/豬胎兒只存活了28天，由于倫理學(xué)問題的原因使得研究者無(wú)法觀察到嵌合的人胚胎干細(xì)胞是否能在豬體內(nèi)發(fā)育形成成熟的功能細(xì)胞。而這項(xiàng)研究證明，猴/豬嵌合體可以在新生豬上形成功能性的肝細(xì)胞和腎細(xì)胞；這些功能細(xì)胞可以被分離出來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的研究和未來(lái)的臨床應(yīng)用。而且這項(xiàng)研究的嵌合體比例比之前報(bào)道的人/豬嵌合體高10-100倍（Wu et al., 2017）。當(dāng)然，種間嵌合體要在臨床上得以應(yīng)用，還有很長(zhǎng)的路要走；其中的一個(gè)難點(diǎn)是需要通過(guò)提高cmESCs的多能性來(lái)增加純合子的嵌合效率；另一個(gè)難點(diǎn)是我們需要弄明白關(guān)于進(jìn)化差異影響異種嵌合體發(fā)育效率的分子機(jī)制基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究利用猴細(xì)胞來(lái)探索在大動(dòng)物模型中重建嵌合的人體器官的潛力，通過(guò)更好地了解豬發(fā)育過(guò)程中異種識(shí)別、命運(yùn)決定和靈長(zhǎng)類干細(xì)胞增殖和分化的過(guò)程，來(lái)促進(jìn)異種器官形成的發(fā)展。這些研究成果為克服異質(zhì)器官重組的困難與實(shí)現(xiàn)在大型動(dòng)物中重建人體器官的最終目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。自2010年大鼠器官在小鼠胚胎內(nèi)成功構(gòu)建后，人類器官在豬羊等大動(dòng)物體內(nèi)的嵌合成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)，但近年來(lái)多項(xiàng)研究結(jié)果表明人類胚胎干細(xì)胞在大動(dòng)物胚胎內(nèi)的嵌合難度大，仍需要解決大量的基礎(chǔ)科學(xué)問題；非人靈長(zhǎng)類多能干細(xì)胞具有與人類干細(xì)胞相似的多能性，將非人靈長(zhǎng)類多能干細(xì)胞與其他動(dòng)物的胚胎進(jìn)行結(jié)合制備相應(yīng)的嵌合體是研究種間嵌合和器官生成的良好模型。非人哺乳動(dòng)物的異種嵌合體是研究疾病、生長(zhǎng)發(fā)育以及器官移植的潛在模型，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界各國(guó)的科學(xué)家們一直在以異種嵌合體，如，綿羊-山羊嵌合體、大鼠-小鼠嵌合體等回答一些基礎(chǔ)發(fā)育生物學(xué)問題。該研究的最終目的是在動(dòng)物體內(nèi)培養(yǎng)人體器官進(jìn)行移植。但是結(jié)果表明，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走。
