自今年早些時候一項禁止干細胞移植的禁令被推翻以來，日本一位干細胞科學家第一個獲得政府支持，培育出含有人類細胞的動物胚胎，并將其移植到代孕動物體內。

 

　　東京大學和加州斯坦福大學的Hiromitsu Nakauchi領導的研究小組計劃在小鼠和大鼠胚胎中培育人類細胞，然后將這些胚胎移植到替代動物體內。Nakauchi的最終目標是在動物上培育具有人類細胞發展而來的器官，最終可以移植到人類身上。

 

　　日本明確禁止含有人類細胞的動物胚胎生長超過14天，也禁止將此類胚胎移植到代孕子宮。但就在3月，日本教育和科學部發布了新的指導方針，允許創造人類和動物的胚胎，這些胚胎可以被移植到替代動物體內并使其成熟。

 

　　人類 - 動物雜交胚胎已在美國等國家培育出來過，但從未生產過。盡管美國允許進行此類研究，但自2015年以來，美國立衛生研究院已暫停為此類工作提供資金。

 

　　日本科技部的一個專家委員會首次根據日本的新規定批準了Nakauchi的實驗，預計最終批準將于下月進行。

 

　　Nakauchi說他計劃緩慢進行，并且不會試圖將任何雜交胚胎培育到足月情況。最初，他計劃將雜交小鼠胚胎培育至14.5天，此時動物的器官大多數形成并且幾乎達到成熟。他將在大鼠中進行相同的實驗，將雜交胚胎生長至成熟，約15.5天。后來，Nakauchi計劃向政府申請批準，在豬身上培育雜交胚胎，最長可達70天。

 

　　日本札幌北海道大學的科學政策研究員Tetsuya Ishii說：“謹慎行事是有益的，這樣可以與公眾進行對話，緩解焦慮和擔憂。”

 

　　道德問題

 

　　一些生物倫理學家擔心人體細胞可能會偏離目標器官的發育，進入正在發育的動物大腦，并可能影響其認知。

 

　　Nakauchi說，在實驗設計中已經考慮到了這些問題。 “我們正在努力做有針對性的器官生成，因此細胞只能進入胰腺。”他說。

 

　　Nakauchi和其他科學家正在探索的策略是創造一種動物胚胎，這種胚胎缺乏生產某種器官所必需的基因，如胰腺，然后將人誘導的多能干(iPS)細胞注入動物胚胎。

 

　　iPS細胞是那些已經重新編程為胚胎樣狀態的細胞，可以產生幾乎所有的細胞類型。隨著動物的發育，它使用人類的iPS細胞來制造器官，而它不能用自己的細胞制造器官。

 

　　在2017年，Nakauchi和他的同事報告了將小鼠iPS細胞注射到無法產生胰腺的大鼠的胚胎中。大鼠形成完全由小鼠細胞制成的胰腺。 Nakauchi和他的團隊將胰腺移植回一只經過糖尿病改造的小鼠，大鼠產生的器官能夠控制血糖水平，有效治愈患有糖尿病的小鼠。

 

　　但讓人類細胞在另一個物種中生長并不容易。 Nakauchi及其同事在2018年在德克薩斯州奧斯汀召開的美國科學促進會會議上宣布，他們已將人類iPS細胞置于綿羊胚胎中，這些胚胎的設計不會產生胰腺。但是，生長了28天的雜交胚胎只含有很少的人類細胞，沒有類似器官的東西。 Nakauchi說，這可能是因為人與綿羊之間的遺傳距離。

 

　　位于達拉斯的德克薩斯大學西南醫學中心(University of Texas Southwestern Medical Center)研究人與動物嵌合體的Jun Wu說，利用豬和羊等進化較遠的物種使人與動物的雜交胚胎發育成熟是沒有意義的，因為人類細胞將在早期從宿主胚胎中被淘汰。Wu說:“了解分子基礎并制定克服這一障礙的策略將是推動該領域向前發展的必要條件。”

 

　　Nakauchi說，日本的批準將允許他解決這個問題。他將在微妙的不同階段試驗iPS細胞，并嘗試一些轉基因iPS細胞，試圖確定是什么限制了動物胚胎中人體細胞的生長。