兩隻體內含有部分猴子細胞的實驗豬(圖:Tang Hai)

中國科學院幹細胞與生殖學國家重點實驗室(State Key Laboratory of Stem Cell and Reproductive)的研究團隊,日前成功以基因工程培育出兩隻體內含有部分猴子細胞的實驗豬,但兩隻實驗豬皆在一週內死亡。團隊表示該計畫的最終目標是希望能在動物體內培育人體器官,以用於器官移植,但從該研究的結果來看,離此目標仍有很長的路要走。

豬猴嵌合體

在此研究中,團隊以基因改造技術使食蟹獼猴(cynomolgus monkey)的細胞產生一種螢光蛋白質—— GFP,接著再從中萃取出胚胎幹細胞(embryonic stem cells),植入受精五天的實驗豬胚胎中,如此一來便能以螢光蛋白質來追蹤食蟹獼猴的細胞後代。

團隊總計以體外人工受精(in vitro fertilization)的方式培育了 4,000 個胚胎,其中有 10 個胚胎成功出生,而僅有兩個胚胎體內含有食蟹獼猴的細胞。在這兩隻嵌合體實驗豬中,包括心臟、肝臟、脾臟、肺臟與皮膚都有發現螢光蛋白質的反應,不過比例僅有千分之一到萬分之一之間。

未來發展

目前團隊仍不清楚實驗豬在一週內死亡的原因,但由於非嵌合體的實驗豬也同時死亡,團隊推測應主要與體外人工受精的執行過程有關,而非嵌合體影響所導致。過去的研究中也發現,在實驗豬身上進行體外人工受精,不如人類與其他動物來得有效。研究人員表示,接下來將會試圖培育出具有更高比例猴子細胞的健康嵌合體。若能成功,下一步將會培育出特定器官完全由靈長類動物細胞組成的嵌合體實驗豬。

史丹佛大學(Stanford University)幹細胞專家中內啟光博士(Hiromitsu Nakauchi),在 2010 年成功以基因編輯技術培育出嵌合體實驗鼠,使其胰島完全由另一種品種老鼠細胞構成。2017 年時,也有研究團隊成功培育出細胞濃度約十萬分之一的人豬嵌合體,不過由於道德考量,僅培育至滿月便終止實驗。此次的實驗中,雖然細胞的濃度有顯著的提升,但仍不足以作為器官捐贈使用,因此距離實現利用動物培育器官移植用的人體器官之目標,仍有相當長的一段路要走。

參考資料:

  1. Page, M. L. (2019, December 6). Exclusive: Two pigs engineered to have monkey cells born in China. NewScientist
  2. Fu, R., et al., (2019, November 28). Domesticated cynomolgus monkey embryonic stem cells allow the generation of neonatal interspecies chimeric pigs. Protein & Cell DOI:10.1007/s13238-019-00676-8
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