[科学技术]厉害了，中国科技：体细胞克隆猴，了不起

体细胞克隆猴“中中”(左)和“花花”在育儿箱里。图片由中国科学院神经科学研究所提供

《西游记》中的孙吴空法力无边，拔一个人的头发，轻轻一吹，就能立刻改变成千上万个分身。如今，现实中预计会出现类似的场景。

中国科学院神经科学研究所研究员孙强24日下午在京宣布，经过5年的不懈努力，该团队突破了世界体细胞克隆猴问题，成功培育出世界首例体细胞克隆猴。这预示着中国将率先开启用猕猴做实验动物模型的时代。这项成就于1月25日作为封面文章发表在生物学顶级学术期刊《细胞》上。

灵长类动物(恒河猴)的体细胞克隆一直是世界上的难题

2017年11月27日，世界首例体细胞克隆猴“中钟”在中科院神经科学研究所和脑科学与智能技术卓越中心的非人灵长类平台诞生；12月5日，第二只克隆猴子“花花”诞生了。两只克隆猴子都是雌性。到目前为止，两只小猴子的各项身体指标正常，发育状况良好。

体细胞是一个相对于生殖细胞的概念。它是一种细胞，它的遗传信息不会像生殖细胞一样传递给下一代。

“体细胞执行特殊功能。比如红细胞执行运输和维持功能，免疫细胞执行免疫防御功能。它们没有发育特征。但有些体细胞可以体外培养达到无限增殖，可以获得无数的体细胞。”孙强说。

利用这一特点，体细胞克隆技术应运而生。体细胞克隆技术也可以称为体细胞核移植技术。首先需要分离培养动物体细胞，然后采用核移植，将卵母细胞去核作为核受体，体细胞或含有少量细胞质的细胞核即核质体作为核供体，后者转入前者构建重组胚胎。供体细胞核在去核卵母细胞的细胞质中被重新编程，卵裂开始，胚胎发育开始，在孕期分娩。

自1997年多莉羊体细胞克隆成功以来，许多哺乳动物的体细胞克隆也取得了成功，但与人类相似的非人灵长类动物(恒河猴)的体细胞克隆一直是一个未解决的问题。

那么，非人灵长类动物核移植的难点是什么呢？

“主要的困难在于三个方面。以猕猴为例:第一，猴子的细胞核不易识别，不易去核；第二，猴子卵母细胞容易提前激活。操作稍有不慎，可能会激活卵母细胞，然后开始自主分裂，体细胞跟不上，最终导致卵子无法发育；第三，猴子的体细胞克隆胚胎发育不良，囊胚培养效率低，优质囊胚比例低。”孙强说。

克隆猴子有助于建立模拟人类疾病的动物模型

虽然非人灵长类(恒河猴)的体细胞克隆很难实现，但对人类来说非常重要。

“不克隆猴子，很难建立模拟人类疾病的动物模型，很多疾病都无法顺利有效地进行研究。”孙强说:“例如，目前大多数脑部疾病无法得到有效治疗的主要原因之一是，开发药物的小鼠模型远离人类，开发的药物在人体试验中大多无效或有副作用。”

过去，用普通猴子作为实验动物模型有两个缺点。

“第一，猴子繁殖力低，传代时间长。一只猴子的怀孕周期是160天，从小猴子出生到性成熟至少需要4到6年。第二，遗传背景复杂。因为猴子的爸爸妈妈不同，遗传来源不同，遗传背景不同，所以个体差异大，对实验的干扰也会更大。”孙强说。

基于此，全世界的研究者都在努力克服这个问题。

2012年，中国科学院神经科学研究所所长、脑科学与智能技术卓越创新中心主任蒲慕明院士在浙江乌镇召开的小规模非人灵长类动物研究研讨会上，提出神经内科开展猴体细胞克隆工作，认为这是解决上述问题的唯一可行途径。

因此，为了追求这一使命目标，孙强带领一个主要由博士后刘真组成的团队开始了这项研究。

根据孙强团队的分析，体细胞克隆的关键节点主要分为四个阶段:胚胎构建、激活、核基因启动和植入后发育。其中，前三个阶段，即胚胎细胞从一个细胞依次分裂成2、4、8个细胞的过程最为关键。

“在核基因组开始之前，体细胞核必须经历一个回到早期胚胎细胞核状态的过程，即重编程。如果这个过程能控制好，应该能提高体细胞胚的发育率。”孙强说。

猴卵母细胞去核难度大，技术要求高。为了实现快速准确的去核，减少对卵母细胞的损伤，刘真努力了几年，最终平均10秒取出一个细胞核。

它为脑部疾病的新药研发、机制研究、介入诊断和治疗带来了光明的前景

谈到成功构建体细胞克隆猴的意义，蒲慕明说，首先，已经证明恒河猴可以通过体细胞克隆，其次，恒河猴可以成为真正有用的动物模型。

“克隆猴子的遗传背景是一样的，减少了个体差异对实验的干扰，大大减少了实验动物的使用数量。同时，通过体细胞克隆技术，将模型猴的制备时间缩短到一年，可以在体外培养的细胞中进行复杂而精确的基因编辑。”蒲慕明说。

此外，猴子体细胞克隆的成功将推动中国率先发展以非人灵长类疾病动物模型为基础的新型医药R&D产业链，推动阿尔茨海默病、自闭症等脑部疾病以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病新药研发进程。

“同时，这一突破也率先实现了‘领先、弯道超车、三个方位’的目标，进一步巩固了中国科学家在即将到来的灵长类全脑介观神经连接图在中国的国际科学计划中的领先地位。”蒲慕明说。

国际细胞治疗协会主席、医学家约翰·拉斯科(John Lasko)评论说:“中国科学院的作者在第一周报道了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。类似的技术在20年前被用来制备多莉羊，但这次来自上海的科学家用巧妙的化学方法和操作技巧，克服了导致克隆猴子失败多年的障碍。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。”

体细胞克隆猴的应用前景也非常广阔。

杰克逊实验室成立于1929年，是世界上最大的模型动物研发基地和销售公司，为国际生物医学领域培养和销售7000多种基因编辑小鼠品系。

“这项技术成熟后，未来，中国还可以建立一个以非人类灵长类动物为基础的主要R&D基地和产业链。”蒲慕明说:“面对国家的巨大需求，脑病模型猴的生产也将为脑病的机理研究、干预、诊断和治疗带来前所未有的光明前景。中国科学家牵头的灵长类全脑地图计划的实施和灵长类脑科学的前沿研究，将进一步使中国成为世界脑科学人才的聚集地。”