中华克隆猴“中中”和“华华”“萌翻”世界

体细胞克隆猴“钟”和“花”

新华社

猴子体细胞克隆过程示意图

(Baidu.com)

最近，中国科学院神经科学研究所的孙强团队宣布，他们已经克服了克隆灵长类动物的世界性难题，首次成功克隆了两只体细胞恒河猴。这项成就作为封面文章发表在*学术期刊《细胞生物学》上。

①灵长类动物体细胞克隆面临巨大障碍

克隆羊诞生于20多年前。在接下来的几年里，老鼠、猪、牛、马、狗、猫和其他动物被成功克隆，但是用体细胞克隆猴子却没有成功。

体细胞克隆是取出体细胞的细胞核，替换卵细胞的细胞核。新引入的卵细胞的细胞核将“*”作为卵细胞的细胞核，并“指导”卵细胞发育成完整的个体。这有点类似于重新编程计算机硬件。

从体细胞克隆灵长类动物极其困难，在很大程度上，因为灵长类动物的卵细胞和体细胞核“特别灵活”。一方面，灵长类动物的卵细胞“极其敏感”，即使轻微挤压也会导致异常分裂，更不用说“大手术”，如替换移植的细胞核。另一方面，灵长类的体细胞核“非常怀旧”。即使他们被移植到了过去，并且“换岗”成功，他们也很难努力工作。重新编程要么难以开始，要么半途而废。

正是因为困难，科学家用体细胞克隆灵长类动物的努力一直失败，所以业内一些知名科学家断言，用绵羊“多莉”的体细胞克隆技术克隆猴子“不可行”。

“神奇力量”+“神秘”的配方使中国克隆猴子获得了成功

据资料显示，中国科学家以猕猴胎儿的体细胞为细胞核来源，将79个克隆胚胎移植给21只*母猴，其中6只成功受孕，并最终产下下半身细胞，克隆出存活了约一年的“中种”和“花花”。

尽管实验的成功率需要提高，中国科学家已经克服了这个公认的世界性问题。他们成功的原因可以归结为两个方面:第一，他们已经努力工作了很多年，并且努力开发他们在微操作中的“魔力”。二是在国际同行研究的基础上大胆创新“神秘”公式。

刘确实是实验小组的主要成员之一。他花了3年时间练习核转移的微操作这一独特技能。据报道，他能在10秒内去核卵母细胞，并在15秒内将体细胞注入卵母细胞。因为手术越快，对卵细胞的损伤越小。这种非凡的速度是实验成功的最重要的基础之一。找到一个“神秘”的公式来打破限制体细胞重编程的障碍是实验小组成功的另一个关键，这个公式正是得益于国际同行的研究成果。十多年前，一个日本研究小组发现一种抑制剂可以提高克隆效率。后来，美籍华人科学家张毅的实验室发现了一种可以大大提高重编程效率的酶。孙强团队将抑制剂和酶结合起来，计算出两者的理想浓度组合，形成一个“神秘”的配方。由此可见，中国克隆猴是世界科学界共同努力的结果，是世界科技融合发展的结晶。当然，在这个过程中，中国科学家的杰出贡献是有目共睹的。

(3)率先开启恒河猴作为实验动物模型的时代

"这是一项重大的技术突破，许多专家一直认为这是不可能的！"国际细胞治疗协会主席、医学科学家约翰·拉斯科对中国科学家的杰出贡献表示钦佩。他说:“中国科学院的作者在第一周报道了通过体细胞核移植和化学重编程产生的克隆猕猴的出生和生长。20年前，类似的技术被用于生产多利羊，但这一次，来自上海的科学家使用了巧妙的化学方法和操作技能，克服了多年来导致猴子克隆失败的障碍。”

德克萨斯大学西南医学中心助理教授吴军说，中国克隆猴子的培育是一项“里程碑式的工作”。作为业内人士，吴军参与了人猪嵌合体胚胎的培育和美国首例人胚胎基因编辑。他说，猴子是最接近人类的灵长类动物，“可以作为人类疾病的灵长类动物模型”。

关于中国克隆猴的价值，孙强团队所在的中国科学院神经科学研究所也在其官方网站上充分解释了体细胞克隆猴的重要性在于能够在一年内生产出大量具有相同遗传背景的模型猴。体外有效利用体细胞进行基因编辑，准确筛选出相同基因型的体细胞，通过核移植的方法产生大量相同基因型的胚胎，一群基因编辑和遗传背景相同的猴群由雌性猴携带者孕育出生。这是进行脑科学研究和人类疾病动物模型的关键技术。

这一成功标志着中国将率先开始使用猕猴作为实验动物模型的时代。这一突破也实现了领先、弯道超车等目标，进一步巩固了中国科学家在相关国际科研项目中的领先地位。

(本报综合报道及微信公众号“果壳网”)

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开辟医学的新领域

猴子是神经科学领域不可缺少的实验动物。如果你比较其他动物的大脑，你会发现自然界中只有猴子的大脑能和人类的大脑相匹配。

猴子可以模仿许多人类的行为和决定，受过训练的猴子甚至可以和人下棋和打牌。他们甚至不需要训练就能理解“视觉和听觉”——实验室里相当多的猴子知道研究生会欺负人，但是老师不会被激怒。

猴子会患上与人类非常相似的脑部疾病，包括自闭症、抑郁症、帕金森病等。预计科学家将利用基因编辑和克隆技术快速制作相关的猴子模型，并利用这些模型研究疾病的发病机制和测试新的治疗方法。人类对上述疾病的理解将会有质的飞跃。

到目前为止，我们对大脑思考背后的神经机制知之甚少。猴子克隆技术的突破可能会帮助人类破解大脑用来做决定的“算法”。通过克隆猴子，人类将可以*地将“光遗传学”(一种将光学和遗传学结合起来以精确控制特定神经元活动的技术)和其他技术应用到灵长类动物身上，从基因和神经回路的层面深入了解灵长类动物的大脑——这对理解人类大脑有着非同寻常的意义。

克隆猴子有望开辟基因治疗的新领域。在此之前，几乎不可能创造出患有遗传疾病的猴子模型，因此基因疗法的概念一直是动物实验和人类实验之间的巨大差距。对人体的一些尝试也面临着伦理批评。现在，这一切都将成为过去。也许，在未来的医院里，基因修复将成为一个必要的课题，就像人体器官的治疗一样。

我们有幸见证了一个伟大时代的开始，并可以期待一个更美好的未来。

(微信公众号“果壳网”贡献)

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克隆:工作的主体

克隆的最大优势在于培养基因编辑动物。对科学家来说，编辑体外培养细胞的基因更容易，编辑单个动物的基因极其困难，克隆相当于把平板培养的细胞变成笼子培养的动物。动物和细胞拥有完全相同的基因——这对基因编辑动物的生产具有重要意义，因此克隆曾经是基因编辑动物生产的少数技术选择之一。

CRISPR/Cas9改变了这种情况。基因编辑技术效率极高。很容易直接编辑小鼠和其他动物个体的基因。我们还应该克隆什么？那时，原本繁忙的克隆技术研究变得冷清了。放眼世界，只有少数机构继续他们的研究。

既然猴子似乎根本不能被克隆，最好用CRISPR/Cas9编辑猴子的基因。然而，猴子似乎有某种必须应对新技术的体质——克隆是不可能的，CRISPR/Cas9甚至不起作用。如果这项在老鼠身上顺利运行的技术被应用到猴子身上，基因编辑的效率将会下降至少90%。2014年，中国科学院昆明动物研究所的纪研究员率先将CRISPR/Cas9应用于恒河猴。结果非常低效。恒河猴体内的细胞很少被成功编辑，只能用非常精确的生物检测方法来检测。

虽然中国科学家通过一系列的改进将基因编辑猴子提升到了实用的水平，并且也进入了国际前沿，例如，已经开发出了具有特定遗传疾病的猴子模型，但是仍然存在周期长或应用范围窄等问题。

蓦然回首，人们发现克隆技术并未过时。中国科学家最近成功地用体细胞培育出克隆猴子，这表明这项技术仍然是制作基因编辑猴子模型的最佳选择。

(微信公众号“果壳网”贡献)

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