科学界慎对克隆技术新突破

时间
2007-11-26

日前,由美国俄勒冈国家灵长动物研究中心薛赫莱特·米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)教授领导的研究组第一次利用一只10岁雄性恒河短尾猴成功克隆出胚胎,并从20个克隆胚胎中培育出两批胚胎干细胞。研究人员还从克隆胚胎中培育出成熟的猴子心脏细胞和大脑神经。相关研究报告将刊登在本月末出版的《自然》(《Nature》)杂志上。

这是科研人员首次能够从成年灵长类动物身上克隆可存活的胚胎。这种技术突破可帮助利用成年猴子克隆胚胎,预示着克隆人类胚胎终于有可能成为现实。这种新技术将革命性地提高把人类卵子转化为克隆胚胎的效率,同时也引发新一轮关于克隆人伦理的讨论。

基于新的卵子处理方法

研究课题组的负责人米塔利波夫教授及其同事找到一种在克隆过程中处理灵长类动物卵子的新方法,包括利用从成年灵长类动物皮肤细胞中提取的核子激活卵子。通常情况下,体细胞克隆技术是将卵细胞中的脱氧核糖核酸(DNA)成分去除,再把动物体细胞的细胞核移入卵细胞中,最后将这个细胞移入生物体内,发育成胚胎。

领导俄勒冈国家灵长类研究中心研究的当·沃尔夫教授称,新方法建立在一种精微技术的基础之上,不使用可能破坏卵子的紫外线灯光和有色溶液。“在最初阶段,我们尝试在猴子身上使用那种技术,但当时不知道那基本上是在破坏卵子。所以关键是从研究过程中去掉该步骤。”他说。

克隆猴尚未出世

在克隆猴子胚胎的实验中,科研人员据说曾尝试将约100个克隆胚胎置入约50只恒河猴代孕母亲的子宫内,但没有能够成功地培育出任何克隆后代。

然而,沃尔夫教授说,这可能仅仅是因为运气不好。比如说,科研人员进行了277次尝试才成功培育出首个克隆哺乳动物多利羊。只要掌握了关键技术,克隆猴的诞生指日可待。

“可能我们只是运气不好。可能每20或30个才有一个有可能被成功孕育,但我们没有在合适的时间将它们植入体内。”他说。

考虑克隆人胚胎?

米塔利波夫称,在研究被发表在《自然》杂志之前他不能做任何评论。但他在今年的一个学术会议上告诉同行,他从20个克隆胚胎中获得了两批干细胞,测试显示这是真的无性繁殖。

澳大利亚莫纳什大学的阿兰·特鲁森教授表示,米塔利波夫的发现代表了被期待已久的突破。尽管做了多次努力,但没有人能够利用各种成年灵长类动物细胞克隆胚胎。

“一些人曾经以为在猴子和人类身上太困难,但那些研究牛羊等动物的科学家认为其成功率和牛羊差不多。”他说,“米塔利波夫的数据证实了这个理论。他们拥有必需的技能,我们现在可以继续考虑在人类身上可能完成什么。”

引发伦理争论

米塔利波夫的研究可能引起新一轮有关是否应该克隆人类胚胎的争论。反对克隆的人士称,处理灵长类动物卵子以提高克隆效率的新技术将导致更多培育和破坏克隆胚胎的行为。

尽管很多国家禁止把克隆胚胎放入女性子宫,但很多人还是担心利用人类皮肤细胞实施克隆将增加使其用于培育克隆婴儿的几率。2004年,韩国科学家宣称克隆了首个人类胚胎,但到了2006年,这项研究的主要作者黄禹锡承认论文造假,研究遂被撤销。

除此之外,只有一个有记录的克隆人类胚胎的案例。但是克隆胚胎在几天后死亡,研究者也未能成功地培育出干细胞。这项研究到目前还未被复制。

从医学角度来讲,克隆技术对于治疗人类疾病具有重要影响。体细胞克隆技术培育出的干细胞可帮助研究疾病成因。未来人类可能利用干细胞培育出与个体基因匹配的器官和组织,治疗包括糖尿病、帕金森氏综合征在内的重大疾病。

“现在的焦点是治疗性克隆,使用非人类灵长类动物作为用于临床研究的治疗性克隆的范例。”沃尔夫说,“我们在这方面首开先河,尽管这个领域因韩国的造假而被污染。韩国的研究可能有一定的有效性,我们的研究报告将成为首份有关灵长类动物医疗克隆技术的文献。”

当人们对人类胚胎干细胞克隆研究的伦理问题争论不休时,有人却另辟新径。日本京都大学山中伸弥教授研究出一种对体细胞进行基因改造、使之具有与干细胞同样功能的技术,并在实验鼠身上做过试验。近日,“多莉羊之父”伊恩·威尔莫特宣布放弃人类胚胎干细胞克隆研究。因为他相信日本科研人员研究出的新方法是今后治疗疑难病症的关键技术,并认为这种技术比使用胚胎干细胞更具潜在优势。研究人员认为,利用日本科研人员的新技术可以在5年内提供一种更好的、伦理上更能被接受的医用克隆胚胎。

科学界态度谨慎

面对这一科学突破,《自然》杂志极为谨慎。在刊登美国科学家的相关论文前,除了数据审查、同行评议这些例行的审查程序外,《自然》杂志还邀请了澳大利亚莫纳什大学科学家戴维·克拉姆和他的同事组成独立小组,对这一成果进行验证。

之所以如此谨慎,是因为“克隆”曾给科学界留下极其痛苦的回忆。在黄禹锡丑闻后,对于科学期刊来说,刊登有关克隆技术的重大进展,无疑需要慎之又慎。

《自然》杂志说,“在这次的猴子之前,惟一被成功克隆胚胎并提取到胚胎干细胞系的动物是老鼠”。

从老鼠到灵长类的猴子,这显然前进了一大步。美国细胞高级技术研究所科学家罗伯特·兰扎评价说,灵长类动物克隆取得这一成就,“就像冲破了一道屏障”。

不过,克隆技术专家杰拉尔德·沙滕指出,这一技术的成功率仍然很低。科研人员自己也承认,成功和失败似乎就在一线之间,很难把握。

在此次实验中,研究小组总共利用了来自14只母猴的多达304个卵子,但最终只成功获取了两个猕猴胚胎干细胞系,成功率仅为0.7%。而就是这一点点的成功率,这些科研人员从最初起步到现在,已经奋斗了10年,仅卵子就耗去了1.5万个。

此前,克隆界一直认为,克隆灵长类动物胚胎干细胞在技术上存在着不可逾越的障碍,但现在的事实表明,克隆人类并非“不可逾越”。人类距离克隆同胞是否仅“一步之遥”?

米塔利波夫表示,“现在期待成功对猴子进行生殖性克隆还为时过早,更不用说人了”。相比其他动物,灵长类似乎更难被生殖性克隆,因为克隆胚胎的培育周期必须和代孕猴的生理周期完全同步。

假如用同样的方法进行人类胚胎干细胞的培育,理论上是可行的。但由于需要大量卵子,从实际角度看,会面临诸多来自伦理、法律等方面的障碍。因此,要想将这种技术用于治疗性克隆研究,前进的道路仍然漫长。

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动物克隆大事记

1996年7月5日,克隆绵羊“多莉”在位于苏格兰爱丁堡市郊的罗斯林研究所诞生。“多利”是世界上第一只通过成年哺乳动物体细胞克隆的动物。

美国夏威夷大学主导的国际研究小组于1997年~1998年成功培育出三代共50多只克隆鼠。其中,第一只克隆鼠“卡缪丽娜”的诞生时间为1997年10月3日。

美国得克萨斯州A&M大学科学家2002年初培育出世界上第一只克隆猫“CC”。它于2006年顺利产下3只猫崽。

世界上第一匹克隆马于2003年5月28日在意大利克雷莫纳市繁殖技术与家畜饲养实验室诞生。

韩国首尔大学教授黄禹锡领导的研究小组2005年8月将一条9周大的阿富汗猎犬“斯纳皮”介绍给公众,并宣布它是世界上第一条克隆狗。“黄禹锡事件”发生后,“斯纳皮”身份受置疑。经验证,2006年9月《自然》载文证实其真实性。