来自6只不同猴子胚胎的胚胎细胞组合在一起创造出的两只恒河猴子,图片来自俄勒冈健康与科学大学。
根据2012年1月5日发表在《细胞》期刊上的一篇论文,美国俄勒冈国家灵长类动物研究中心研究人员利用克隆技术创造出世界上有史以来首次嵌合灵长类动物(chimeric primate)---利用六只不同恒河猴的基因组获得的3只年轻猴子,即这些猴子是从来自6只不同猴子胚胎的胚胎细胞组合在一起创造出来的。
这些猴崽子---一对双胞胎猴子和一只单胎猴子---是通过如下手段实现的:将6只不同恒河猴的4天大的胚胎在发育早期接触在一起,然后将它们植入到5只成年雌性恒河猴中。对胎儿的测试表明这些猴崽子身上所有的器官和组织含有携带不同基因组的细胞混合物。这些猴子是2011年夏天出生的,被命名为Roku,Hex和Chimero,但是迄今为止这3只猴子似乎都是健康的,也跟其他的年轻恒河猴没有区别,而且还没有出生缺陷。
俄勒冈国家灵长类动物研究中心副研究员Shoukhrat Mitalipov领导这项研究,他说道,尽管这些胚胎在一起生长形成一个更大的胚胎,但是“细胞绝不会发生融合”。相反,“它们保持在一起,形成组织和器官。这对于科学的潜在价值是巨大的”,比如有助于研究胚胎发育和细胞分化。
嵌合小鼠首次是在二十世纪六十年代培育的,接着嵌合大鼠,嵌合兔子,嵌合羊和嵌合牛在过去50年相继出现。Mitalipov说,“我认为嵌合灵长类动物从来没有出现过。”
研究还表明培养的细胞不能实现这些结果,只有直接取自有活力的胚胎的细胞具有足够多样化---如该项研究利用来自6只不同的恒河猴的胚胎细胞---时才可产生活着的猴崽子。这就是为什么当把恒河猴胚胎干细胞注射进胚泡(blastocyst)时,不能产生嵌合恒河猴,相反,通过将几个处于四细胞阶段的胚胎聚集在一起则能够培育出嵌合恒河猴。研究人员说他们的方法应当能够帮助他们改善培养干细胞并维持其潜能的技术,因为它们能够多样性地分化为身体上所有的细胞类型和特化组织(specialized tissue)。
Mitalipov和同事们不想创造嵌合人,但是他们希望这项研究将促进人们开发治疗功能失灵的器官和其他人类疾病的干细胞治疗。研究人员正在使用嵌合猴子来测试在实验室盘碟上培养的干细胞。(生物谷:towersimper编译)
doi:10.1016/j.cell.2011.12.007
PMC:
PMID:
Generation of Chimeric Rhesus Monkeys
Masahito Tachibana, Michelle Sparman, Cathy Ramsey, Hong Ma, Hyo-Sang Lee, Maria Cecilia T. Penedo, Shoukhrat Mitalipov
Totipotent cells in early embryos are progenitors of all stem cells and are capable of developing into a whole organism, including extraembryonic tissues such as placenta. Pluripotent cells in the inner cell mass (ICM) are the descendants of totipotent cells and can differentiate into any cell type of a body except extraembryonic tissues. The ability to contribute to chimeric animals upon reintroduction into host embryos is the key feature of murine totipotent and pluripotent cells. Here, we demonstrate that rhesus monkey embryonic stem cells (ESCs) and isolated ICMs fail to incorporate into host embryos and develop into chimeras. However, chimeric offspring were produced following aggregation of totipotent cells of the four-cell embryos. These results provide insights into the species-specific nature of primate embryos and suggest that a chimera assay using pluripotent cells may not be feasible.