世界首个体细胞克隆猴“中中”于2017年11月27日在中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。12月5日,第二个体细胞克隆猴“华华”诞生。今天凌晨,国际生物学顶尖学术期刊“细胞”(Cell)以封面文章在线发表了此项成果。
从神话到现实 中国智慧征服世界
《西游记》为明代小说家吴承恩所著,距今已400多年。小说中的唐僧、孙悟空、猪八戒早已成为家喻户晓、妇孺皆知的形象。
孙悟空的火眼金睛、七十二变,家喻户晓,尤其是他的毫毛可以幻化出无数小猴,曾是多少孩童梦想拥有的能力。要问孙悟空有多火,看看孩子们手中的金箍棒,看看各种电视节目和文学作品就知道,就连我国首颗暗物质科学卫星的名字“悟空号”也取自于它呢。
克隆猴在中国诞生,《西游记》里的神话正在成为现实。
自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来,20多年间,各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,但一直没有跨越与人类最相近的非人灵长类动物的“屏障”。
中科院神经所所长蒲慕明院士说,克隆猴的成功,将为脑疾病、免疫缺陷、肿瘤、代谢等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。“这是世界生命科学领域近年来的重大突破。”他说。
突破克隆猴世界性技术难题
蒲慕明说,克隆猴成为世界性难题的一个主要限制性因素是供体细胞核在受体卵母细胞中的不完全重编程导致胚胎发育率低。同时,用作受体的卵母细胞数量有限,且非人灵长类动物胚胎操作技术尚不完善,也是影响实现非人灵长类动物体细胞克隆的重要因素。
非人灵长类核移植究竟难在哪里?中科院神经科学研究所研究员孙强说:“主要难在三个方面。以猕猴为例:一是猴细胞核不易识别,去核难度大;二是猴的卵母细胞容易提前激活。操作稍一不小心,卵母细胞就可能被激活,然后它就会先开始自主卵裂,体细胞就跟不上了,最后导致这个卵无法发育;三是猴的体细胞克隆胚胎发育差,培养囊胚效率低,优质囊胚比例低。”
面对克隆猴技术难题,孙强率领以博士后刘真为主的团队,经过五年的不懈努力,成功突破了这个生物学前沿的难题。去年底,两个克隆猴相继诞生在中科院神经所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台。
体细胞克隆猴构建成功的意义
蒲慕明表示,首先证实了猕猴可以用体细胞来克隆,二是猕猴可以成为真正有用的动物模型。“克隆猴遗传背景相同,就减少个体间差异对实验的干扰,大大减少了实验动物使用数量。同时,通过体细胞克隆技术,模型猴制备时间缩短到一年内,复杂和精准的基因编辑可以在体外培养的细胞进行。”蒲慕明说。
此外,体细胞克隆猴的成功,将推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,促进针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。
“同时,这一突破也率先实现了‘领跑、弯道超车、三个面向’的目标,进一步巩固了中国科学家在我国即将启动的灵长类全脑介观神经连接图谱国际大科学计划中的主导地位。”蒲慕明说。
国际细胞治疗协会主席、医学科学家约翰·拉斯科评价说:“来自中国科学院的作者们报道了体细胞核移植和化学重编程产生的克隆猕猴出生了以及头一个星期的生长情况。相似的技术20年前曾经用来制备多利羊,但是这一次来自上海的科学家利用聪明的化学方法和操作技巧,攻克了多年来导致克隆猴失败的障碍。这是许多专家一直认为不可能实现的重大技术突破。”
从克隆猴技术看中国科技弯道超车和领跑
进入新时代,我国科技发展突飞猛进,涌现出来的部分科技成果具备全球领跑实力。国务院办公厅2017年印发了《关于深化科技奖励制度改革的方案》,这是我国实施创新驱动发展战略,为创新型国家建设凝心聚力的重要举措。
克隆猴在中国的成功,是世界生命科学领域取得的重大突破。中国科学院院长白春礼院士表示,这标志着中国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代,这一突破也真正实现了生命科学领域的弯道超车和领跑,进一步巩固了中国科学家在我国即将启动的灵长类全脑介观神经联接图谱国际大科学计划中的主导地位。
“生命科学将是未来产业革命最受关注、最有希望实现新突破的领域之一。”中国科学院院士、中国科协党组书记怀进鹏曾在此前的采访中表示,下一步我国将继续鼓励营造生命科学创新研究的良好氛围,通过科技创新为人类健康贡献更多“中国方案”。
“近年来,我国科技创新能力体系建设迈上新台阶。”科技部党组书记、副部长王志刚也曾表示,坚定实施创新驱动发展战略,强化创新第一动力的地位和作用,突出以科技创新引领全面创新,具有重大而深远的意义。
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