[圖文]中山大學培育猴鼠嵌合體將有助角膜移植
通過顯微注射，中山大學的科研人員培育出了猴鼠嵌合體。受訪者供圖
一隻老鼠，外觀上並無什麼奇特，可能比一般的老鼠體型略大一點，不過在中山大學中山眼科中心的研究人員看來，這隻老鼠卻寄托著希望。這是一隻擁有猴子基因的老鼠，準確的稱呼是「猴鼠嵌合體」。它的誕生並成長，讓研究人員看到了製造人體器官的希望。相關的研究成果即將發表於《國際細胞生物學》(《Cell Biology International》)雜誌上。
猴子老鼠一家親
上世紀60年代中期，動物嵌合體不再僅僅是種神話，而是走向了實驗室。世界各地的研究人員嘗試著，在高等哺乳動物上得到了由兩種或兩種以上具有不同遺傳性的細胞系組成的聚合胚發育成的個體。
美國內華達大學教授贊賈尼曾利用向綿羊胚胎注射人體干細胞的技術，成功培育出一隻含有15%人體細胞的綿羊。2008年，英國人工授精與胚胎學管理局正式批准兩個研究小組培育用於研究的人獸混合胚胎。中山大學中山眼科中心也在做著相關的研究。
在中山大學中山眼科中心主任葛堅教授看來，很多眼科疾病都會導致眼部某些細胞不可逆性損失和丟失。如果不能由新生的同種細胞替代，就可能引起嚴重的後果，甚至導致失明。
如果通過向患者眼部移植同類型的細胞或組織，卻可以達到解剖形態和視覺功能的恢復。「要達到這個目的，前提條件是獲取大量的、可用於移植的細胞，即種子細胞。」葛堅指出這方面需要解決兩個問題：一是如何獲取大量的「種子細胞」；二是如何避免發生移植排斥反應。
研究小組定下的思路便是，將自體的、容易獲取的成體干細胞或體細胞，塑造成所需要的「種子細胞」，「這樣既可以獲得大量的種子細胞，同時由於其來源於患者本人，移植到體內後，不會發生排斥反應。」
為此，研究人員開始尋找合適的實驗對象。猴子和老鼠成了他們的候選者。「我們選擇猴、鼠作為研究對象，是因為猴是靈長類動物，而選擇小鼠的囊胚容易獲得。」葛堅解釋，靈長動物的各種生物學特性與人類非常接近，所以讓猴子和老鼠「嵌合」有重要的意義。由於種種原因，國內外恰恰鮮見這方面的研究。
干細胞注射融合基因
2006年6月，恆河猴和老鼠正式展開了「合二為一」的旅途，12只「猴鼠」先後降生了。這些「猴鼠」是如何誕生的呢？葛堅指出，為了將猴子的基因導入小鼠，研究人員採用了顯微注射的方法。
研究人員選擇了昆明小鼠和BALB/C兩種小鼠進行實驗，通過激素注射讓它人工排卵，然後將雌鼠和雄鼠合籠，讓雌鼠受精後，3—5天取出胚胎。這些尚未成形的小生命還處於囊胚期，在顯微鏡下看到的是由受精卵分裂出來的數十個細胞。
與此同步，研究人員進行了恆河猴表皮干細胞的體外培養。研究人員將恆河猴麻醉後，在其胸背取下一塊1平方厘米的皮膚，這塊皮膚經過7至10天的體外培養後，會越來越大。
隨後，研究人員在顯微鏡下將恆河猴表皮干細胞注入小鼠囊胚腔內，再移植到另一隻代孕的母老鼠體內，讓其生下幼鼠。「此後我們要做的就是進一步跟蹤猴子基因在猴鼠嵌合體中的遷移、分佈情況。」葛堅表示，實驗的重要部分還包括觀察靈長類表皮干細胞(EpiSCs)在小鼠胚胎發育過程中細胞遷移和基因表達的改變。
事實上，嵌合體的成活率很低。研究人員在移植的約360個注射胚中，共獲得了猴鼠嵌合體12個，不過，最終存活的嵌合體僅3個。
研究人員通過研究發現，最終存活的嵌合體動物猴表皮干細胞在小鼠胚胎中具有較強的可塑性，可分化為角膜、視網膜、皮膚、肝臟等細胞，「通過向猴表皮干細胞導入突變基因，還可以構建某些遺傳性疾病的自然動物模型。」葛堅指出。
再生人體器官是終極目標
在嵌合體研究上，中國也不乏先例。2006年中國十大基礎研究新聞裡，「研究證明人類干細胞可存活於山羊體內」就是其一。這項成果是由黃淑幀、曾凡一等人完成的世界上第一頭「人—山羊嵌合體」。相關論文發表在當年5月的《美國科學院院報》上，其成就絕不亞於贊賈尼的「人—綿羊嵌合體」。
而中山大學中山眼科中心「猴鼠」的誕生也使國內干細胞研究達到了國際先進水平。在葛堅看來，幾隻看似平常的「猴鼠」，卻能成為干細胞研究、人類基因表達調控與功能研究以及人工器官構建研究的技術平台。這為組織工程化生物角膜的培育和視網膜視神經再生等研究提供了種子細胞，「這些研究將給諸多難治性眼病，如青光眼、視網膜色素變性等，帶來新的希望。」
進而，如果進行更深入的研究，人們完全有可能通過類似的方法，在動物身上製造出人的器官，「猴鼠的研究也為人工培育再生細胞、組織和器官打下了基礎。」屆時，不僅僅是青光眼，人類的很多不治之症，都有希望被治癒。因為，那些被疾病「損壞」而不可修復的器官，都可用這些「特製」的器官來替換。
不過，葛堅也指出，要想將這些研究成果最終應用於臨床，還有很長的路要走，需要進一步理解干細胞「定向分化」、「轉分化」和體細胞「再程序化」的機制，並能對整個過程進行精確調控，「而這可能需要很多代人的努力才能完成。」
