人兽混合胚胎

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在人兽混合胚胎研究中,科学家计划将人类遗传物质植入牛或兔子的卵子,以克隆人类胚胎,作为医疗研究用的干细胞来源。他们将用兔子或者牛的细胞,将其细胞核去除,代以人的细胞核。然后通过电击让细胞组织整合,产生一个混合胚胎。这种叫做胞质杂种(cybrid) 的混合胚胎中,99%以上是人的细胞,不到1%来自动物。希望培育这种胞质杂种的研究人员称胞质杂种对于他们进行干细胞研究十分重要,这些胚胎中的原始细胞能生成人体中各类细胞。
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兽混合胚胎
应    用
医疗研究用的干细胞来源
学    科
生物学等
现    状
有争议

人兽混合胚胎人兽混合胚胎的争议

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人兽混合胚胎研究引发了宣扬生命权的团体的强烈反对,这些团体担心该研究最终会导致“转基因婴儿”横空出世,甚
显微镜观察下的半人半兽混合胚胎 显微镜观察下的半人半兽混合胚胎
至能够让卵子在不到两周内就能发育成熟。英国人工授精与胚胎学管理局原则上已经同意批准培育人兽混合胚胎的研究。这项研究涉及将人类DNA植入遗传材料已经被剔除的母牛或兔子卵子中。按照这一决定,研究人员的提议将在个案基础上进行评估。
英国人工授精与胚胎学管理局称:“在分析研究了所有证据之后,我们认为阻挠这项研究毫无重要根据。民意在这个问题上分歧并不明显,只要研究得到严格控制,并能够带来科学和医学进步,反对这项研究的人也可能转变立场。”科学家之所以提出使用动物卵子,原因就在于人类卵子供应相当有限。 英国科学家驳斥了有关研究人员正试图“戏弄上帝”的批评。英国伦敦国家医学研究院医学研究委员会干细胞生物学部门主任罗宾-洛弗尔-贝基博士说:“我们不是在培育长着兔子耳朵的人。我们尝试从事的研究是了解各种疾病的病因及治愈方法,这也是整个医学界的目标。”这项备受争议的研究已经引起了部分公众的疑虑。
独立监查组织“人类遗传学警报”(Human Genetics Alert)的主任戴维·金博士说,该研究的支持者歪曲科学事实来平息外界对他们的批评。在人工授精与胚胎学管理局的决定出台前,金博士在谈到公众对此问题的评论时说:“人工授精与胚胎学管理局一直以来就无视公众对这些试验强烈、明确的反对声。人们反对这种亵渎本性完整性的荒谬之举,他们的反对声音极为理性,但这个科研机构忽视甚至嘲笑他们,这本身就存在巨大风险。”
英国政府之前一直提议将人兽混合胚胎研究宣布为非法行为,不过英国前首相布莱尔称他不会明确反对这种研究。反对者曾写信给布莱尔,敦促他重新考虑通过一项禁止人兽混合胚胎研究的法令。英国医学研究慈善协会女发言人索菲·佩蒂特-泽曼称,尽管反对者提出了道德问题,但遭受遗传疾病折磨的患者的权利同样应该得到尊重。佩蒂特-泽曼说:“这些患者清楚病痛让他们生不如死的滋味,大家也应该明白,如果不能减轻患者的痛苦,这同样是个道德问题。”
一些科学家已向英国人工授精与胚胎学管理局提交了发放许可证的申请。他们的研究方法是,提取不再拥有自身DNA的母牛或兔子的卵子,植入人类遗传材料中,接着诱导卵子分裂,发育成早期胚胎,从中提取干细胞。经过这一过程处理的卵子含有13个可与2万至2.5万个人类基因作比较的动物基因。
人兽细胞混合,即便是在分子水平上,也已引发了广泛争论。曼彻斯特大学生物伦理学教授约翰·哈里斯称,这一问题遭到了误读。他说:“反对者的担心是,科学家正试图将人与某些动物进行杂交。可不要忘了,你吃熏肉三明治的时候,你这是在把动物细胞吞到你的肚子里。”
现在人工授精和胚胎管理机构在原则上为使用混合胚胎研究开了绿灯,但是有关研究还是会受到严格管理,有关研究申请都会受到单独审查。
英国纽卡索大学2008年4月1日宣布,已成功制造半人半兽混合胚胎,这是英国学术界的创举,议会将于下个月投票表决规范人兽胚胎研究的法案。胚胎成活了3天,主要用于医学研究。
“人兽混合”在医学上并非新生事物,它带来的更多是伦理上的争议。

人兽混合胚胎最早的人兽混合胚胎

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2003年9月14日,富有争议的美国克隆专家扎沃斯于2003年9月15日在英国伦敦举行的一个科学会议上宣布,他已经克隆出了一个“半人半牛”的混合胚胎,不过扎沃斯强调,他绝不会让这样的“人牛胚胎”孕育诞生下来。他称自己克隆“人牛胚胎”的目的只是想使人类干细胞克隆技术变得更加完善。然而扎沃斯的实验仍然在科学界引起了巨大的争议。
他将人类DNA插入牛的卵子中,从而创造出了这枚“人牛混合胚胎”。这枚“人牛胚胎”存活了大约两星期之久,长到有几百个细胞的大小,而且有迹象表明其中含有正常的DNA。不过,“人牛胚胎”生长才刚刚开始,远未发育到出现组织或者器官的阶段。
 “混合胚胎”的DNA几乎全都来自人类,但是其细胞也将会保留一些动物基因。研究人员尚无法预测这样的“混合胚胎”将来是否会显示其动物遗传特性。
扎沃斯拥有一个不孕研究实验室,他正是在自己的研究室里克隆出这个“人牛混合胚胎”的。据扎沃斯称,从理论上来说,这枚“人牛胚胎”完全可以植入女性的子宫孕育并诞生下来。不过,扎沃斯特别强调,目前他绝没有任何允许这样一枚“人牛胚胎”活着诞生的想法,他称自己之所以克隆出这样一枚混合胚胎,只是想使与伦理问题无关的人类干细胞克隆技术变得更加完善。
扎沃斯已经在一些科技杂志上发表了一些早期克隆进程,他将在近两个月的科学会议中,详尽描述最新的研究成果。扎沃斯道:“我们之所以克隆出‘人牛混合胚胎’,只是想使克隆人类的技术变得更完善而已。我们根本不想创造出一个怪物。”
据报道,扎沃斯的“人牛胚胎”克隆成果在科学界具有重要意义,因为他克服了一个至关紧要的难题,即在“核转移”克隆过程中,包含人类DNA的染色体并没有发生以往常见的分解或紊乱现象,仍然完整地保存了下来。同样的克隆技术曾使科学家克隆出了母羊多莉和其他一些动物,然而,当研究人员试图克隆灵长类动物如人类的细胞时,人类细胞的染色体在“核转移”过程中常常会出现破坏和紊乱现象。一旦科学家能克服了这个难题,也就意味着找到了克隆人类的钥匙。
然而,扎沃斯的研究成果仍在科学界引发了巨大的怀疑和争议,13日,一直强烈反对生殖克隆的英国皇家学会发言人明确表示不赞同扎沃斯的研究,不过该发言人也不得不承认:“他的确是一个优秀的科学家。”
不过,英国皇家学会干细胞和克隆工作小组负责人理查德·加德诺教授却对扎沃斯的宣称表示怀疑,他对记者道:“在不能提供证据的前提下,我对他的宣称感到怀疑。因为最近的研究显示,克隆灵长类动物胚胎在技术上比克隆其他哺乳类动物要难得多,我们很怀疑克隆人类的可行性。”
2006年11月6日来自纽卡斯特大学和伦敦国王学院的两个研究小组向英国人类受精和胚胎技术管理局提出这项申请。科学家将从人类身上取下一个皮肤细胞的细胞核,再将一个母牛卵子细胞的细胞核除去,把人类的细胞核植入牛卵子细胞中。从基因角度讲,这个混合的胚胎细胞中基本上都是人类的成分,占到99.9%,仅有0.1%是动物成分。
主张这项计划的科学家指出,胚胎细胞混合成功后,他们会观察6天并从中提取干细胞,完成后立即把胚胎细胞毁灭,绝不允许其活过14天。
从胚胎中提取未经完全发育的干细胞,能培育出各种人体组织,如骨髓、脑细胞、心肌甚至肝、肾等器官,它们可被用于治疗白血病、帕金森氏症、心脏病和器官衰竭等病症。由于具有细胞提供者本人的基因特征,因此向提供者本人移植这些组织器官就不会产生异体排斥反应,具有很高的医学价值。但科学家们表示,此次实验中提取的干细胞不会被用在病人身上,而只用于基本的科学实验。
科学家之所以进行此项实验,是因为在干细胞研究中出现了人类卵细胞短缺的现象。一方面,很少有人愿意捐献卵细胞,另一方面,即使有人愿意,还要动手术获取卵细胞,比较繁琐。
此前,美国和中国的科学家曾经声称已经造出人与母牛或兔子卵细胞混合的胚胎细胞,在英国提出尚属首次。

人兽混合胚胎人兽混合胚胎的历史

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许多生物、医学研究和实验都要借助于动物展开。科学家认为,如果动物与人类越相似,就越有利于测试药物或培育出能移植到人身上的“多余零件”,如肝脏。而且为了研究便利,多年来科学家已经实现了把人类基因克隆到细菌和动物身上。
2003年,上海第二医科大学的研究人员将人类皮肤细胞与兔子卵细胞融合,培植出人类胚胎干细胞。该项研究中的胚胎,被美国科技媒体视为首例成功制造出来的人兽杂交“客迈拉”(希腊神话中一只有狮头、羊身和蛇尾的吐火怪兽)。
2004年,美国明尼苏达州马约医学中心的杰弗里·普拉特医生通过将人类干细胞移入猪的胚胎,制造了一些“客迈拉猪”。而在另一项实验中,美国内华达大学的伊斯梅尔·赞贾尼等科学家将人类干细胞移入绵羊胚胎,制造出了一些“客迈拉羊”。
这种将人类干细胞与动物胚胎相结合产生的新物种的研究在世界范围内引发了广泛争议。2004年,加拿大通过了《辅助人类生育法》,明确禁止把非人类细胞导入人类胚胎中,也禁止把人类细胞导入非人类胚胎中。

人兽混合胚胎“人兽混合胚胎,我们是第一例”

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最近英国原则上批准了一类人兽混合胚胎实验。其实类似的研究在中国早已进行,并发表了论文。但由著名科学家盛慧珍领导的这一工作目前已基本中断,整座大楼显得空空荡荡
9月5日,英国“人工受精与胚胎学管理局”(HFEA)原则上批准了一类人兽混合胚胎的实验,这事实上是对英国纽卡斯尔大学国王学院等研究机构在一两年前提出的研究申请的回应。
该管理局将根据科学家的研究申请,逐个进行审查。这意味着英国科学家终于可以正式进行这类人兽混合胚胎研究。
说是一类研究,是因为异种混合胚胎的实验实际上有三个等级:
第一种是将某种动物的精子与另一种动物的卵子结合为受精卵,这类研究在伦理上是最不允许的,而且存在多种技术障碍。
第二种叫“嵌合体”,就是将一种动物的胚胎干细胞注入另一种正在发育的动物胚胎中,令其发育为两种动物细胞混杂的胚胎,其最终目的是为人体器官修复提供备件,英国方面还没有给这类实验“开绿灯”。
第三种也就是这次批准的实验类型,具体来说,是运用体细胞核转移技术,将一种动物的细胞核注入去核的牛或兔、羊的卵母细胞,以培养早期胚胎(囊胚),并从中提取胚胎干细胞。
首个发表论文的机构
“异种混合胚胎的实验,我们一直在搞,而且是国际上首个正式发表论文的研究机构。”陈学进不无自豪地说。
陈是上海交通大学医学院附属新华医院发育生物学研究中心的主任,他所说的“我们”,是指盛慧珍在这个研究所时带领的研究团队,当时,陈是她的副手。这个研究所在新华医院旁一个不起眼的小巷子里,占用了一栋白色的5层楼。“英国人事实上是要重复我们的工作。”陈学进说。
1999年,盛慧珍离开工作了十多年的美国国立卫生院(NIH)的实验室,回到国内,担任当时的上海第二医科大学发育生物学研究中心的主任,并在以后承担了973“干细胞的基础研究与临床应用项目”。2002年,《自然》杂志曾以《干细胞研究在东方冉冉升起》为题介绍盛慧珍和其他一些中国科学家的工作。现在这篇文章还贴在发育生物学研究中心的一楼,但是,盛慧珍已经离开了这个研究团队,去美国继续研究工作。
2003年,盛慧珍成了国内外媒体和科学界瞩目的科学家。那年8月,她领导的研究小组运用克隆技术,从外科废弃的皮肤组织中提取细胞,并将这些细胞融合到新西兰兔的去核卵母细胞中,成功获得数百个融合胚胎,其中有一百多例发育至囊胚阶段,并提取得到了胚胎干细胞。这篇论文当时发表在国内的《细胞研究》(CellResearch)上,这也是国内影响力最大的国际性学术刊物。《自然》、《华尔街日报》、《华盛顿邮报》均在文章发表的同一天和第二天做出了评论,因为这是国际上第一例人兽胚胎融合成功的报道。
陈学进说:“去年英国为了人兽胚胎研究的工作而召开听证会,邀请了国际上三个专家,盛老师就是其中之一,这也说明她在这一领域的学术地位。”
不得已的手段
将人兽细胞融合,其实是科学家不得已的手段。
人类的体细胞,比如皮肤细胞,是一种专门化的细胞,早就丧失了发育成胚胎的能力。但是,干细胞研究却发现,如果将卵母细胞的细胞核去掉,代之以这种体细胞的细胞核,就有可能让体细胞返老还童。
卵母细胞如同神奇的魔法师,它含有的胞质物质,唤醒体细胞细胞核中潜藏的能力,并能让它发育到囊胚阶段,这样,科学家可以从中提取出胚胎干细胞——这类干细胞具有发育成所有种类细胞的可能性,将它们植入一些病人受损的脊髓、角膜、脑区,可能起到修补工的作用,帮助治疗一些曾认为回天无术的疾病,这就是所谓的“治疗性克隆”技术。而且,如果使用病人自己的体细胞,还可以消除免疫排斥的问题。
可惜,这个技术并不成熟,成功率非常低,这就需要大量的卵母细胞。但是,从女性身上直接采取卵母细胞是非法的,陈学进介绍说,“只能与开展试管婴儿项目的机构协作,经同意,拿到一些多余的废弃卵子”。在没办法的情况下,科学家只好退而求其次,向动物要卵母细胞。好在动物的卵母细胞同样能“激发”人类的体细胞。
但是,这项技术用到人身上,就得经过伦理方面的检查。虽然DNA主要在细胞核中,但细胞质中也有少量的遗传物质,即线粒体。它负责编码13个基因,主要功能是为生命活动提供能量。虽然比起细胞核中的几万个人类基因,这13个线粒体基因只是少量的“杂质”,然而人们担心,如果有人将这些混合胚胎发育成个体,这些家伙将给伦理学带来重大难题。
但是,在科学家看来,这种担忧只是杞人忧天。研究发现,大部分的情况下细胞中的动物线粒体会随着胚胎发育逐渐丢失。再则,线粒体只是供能单位,并不编码与“人”特征有关的任何蛋白。但最关键的一点是,胚胎干细胞研究有条伦理底线,那就是人兽胚胎绝不允许被植入子宫内,而且在胚胎发育到14天以前就得把它毁掉。“这些胚胎最多到14天就终止了,而且不允许重新植入人或动物的子宫,不可能繁殖后代。明确了这些界限,也许会消除一大半的忧虑。”国家人类基因组南方研究中心伦理学部主任沈铭贤说,因此“国内对这方面的基础研究不限制”,正是沈铭贤所在的部门在当年为盛慧珍的论文作了伦理审定,他们的结论是“应予支持,但不能应用于临床” 。
为什么不能应用于临床,沈铭贤解释说,因为还是有风险的,动物的线粒体“会不会与人的线粒体或别的成分发生相互作用,科学家并不知道”。更大的风险还是病毒,“有的病毒对人有害对动物却无害”。因此,这方面的研究必须“慎之又慎,科学上严格准入,伦理上严格把关”。
“我们的积累断了”
但是,973项目结题后,盛慧珍不再被交大医学院续聘,她离开了这个团队,主要在美国从事研究工作。关于盛的离开,“原因很复杂。”陈学进说。
“技术上依然存在问题。”陈学进承认。2003年的那篇文章,差点可以发在《美国国家科学院院刊》,甚至已经被制成小样准备印刷,但是美国有专家不同意,因为对“囊胚中可以分离出胚胎干细胞”这一项的实验论证有争议,只好发表在国内的《细胞研究》上。而后来,“又陆陆续续做了一些这方面的工作,侧重研究机理,但是实验的重复性不好,成功率也不高。”陈学进说。
人兽胚胎的研究难度很大,除了盛的工作,在国际上还没有正式发表的论文,陈学进认为,这个研究团队的工作还是不错的,在干细胞领域发表了不少文章,在国内国际处于领先地位,但是“国家和上海市不准备再支持了”。
沈铭贤则认为,因为伦理上的一些争议,人兽胚胎的研究不容易得到正式发表,“国际上有支持也有反对的”,这是导致盛慧珍离开的“一部分原因”。但是肯定还有别的因素,“原因很多”,作为当年为盛慧珍工作做伦理审定的专家,沈铭贤跟盛慧珍比较熟,但是“作为局外人,很多问题我不方便说”。“盛老师比较失望。”李峰觉得。李峰是盛慧珍亲自招入的博士后,盛走了以后,他一直在这个研究所继续工作。李峰认为“盛老师对周围环境不满意,她如果选择留下来,肯定是有能力拿到项目资助的”。
但是盛慧珍还是选择了离开。因为盛的离开,这个研究所现在得到的资助很少,“与中科院合作的部分停止了,仪器被收回去了一部分,其他的我们借到年底,现在主要靠我申请到的项目资助。”陈学进说,“但是很难。”
这个5层楼的楼房原先有四五十个学生,但是现在只剩下十多个,楼里显得空荡荡的。陈解释说,“因为实验大多在晚上做。我们现在主要做克隆猪的实验,要从屠宰场取新鲜的卵母细胞,而屠宰场杀猪是在晚上。”克隆猪是他现在的研究课题,这是陈学进与农委合作的一个项目。
而李峰还在做盛慧珍留下的延续课题,是与中科院动物所的陈大元研究组合作,做“人牛胚胎”的遗传分析,动物所那边将人的体细胞与牛的卵母细胞融合,发育成胚胎,“已经拿到囊胚了,我们来做分析。”李峰说,“这也是盛老师的意思,她想在多个物种上证明她的结果,因为不同动物的卵母细胞的重编程能力不一样。有可能牛的就更容易成功。”但是现在他们只能做到囊胚,“不能继续从囊胚中分离胚胎干细胞”,因为“结题了,没有资金支持了”。
陈学进说:“很多学生毕业就出国了,国内很难留住优秀的学生,李峰做完这期博士后以后也要出国。但是科研需要积累,不能断,很多工作我们不做就失去了机会。”“盛老师走了以后,我们这里的积累就断了。”陈学进有点痛心。
研究应该有延续性
除了盛慧珍正式发表论文外,国际上做人兽克隆实验的尝试并不少。1998年,美国一家私营的“先进细胞公司”曾将人的面颊细胞核注入去核的牛卵母细胞,克隆出胚胎干细胞。陈学进说,“现在各国都在搞”,因为这方面的“前景很好”,如果治疗性克隆技术能得以突破的话,帕金森病、早老性痴呆等重大疾病的治疗都有可能得到突破。
对人兽“嵌合体”的研究也很多。今年3月,美国内华达大学的伊斯梅尔·赞加尼教授培育出拥有15%人类细胞的绵羊,这项工作是将人的胚胎干细胞注入胎羊体内,这样,羊的胚胎在发育过程中将与人的胚胎干细胞混合生长,最终长成的成体羊混杂有人类细胞。这则“人-绵羊嵌合体”的报道曾在国内外激起很大反响。
其实,在中国也有类似的研究,上海交大医学院的黄淑帧曾凡一等人培育出了世界上第一头“人-山羊嵌合体”,相关论文发表在去年5月的《美国科学院院报》上,证明人类干细胞可存活于山羊体内。这类研究的意义在于,人类将可能从动物身上获得具有部分人类细胞的肝脏、肾脏、心脏等脏器,可用于人类器官移植手术。
今年6月6日,来自美国和日本的三个科研小组分别对正常小鼠细胞进行基因重组改造,成功制造出“胚胎干细胞”,相关研究结果刊登在《细胞·干细胞》杂志和《自然》杂志网站上。这项研究将体细胞直接转变为胚胎干细胞,如果能在人类身上实验成功,就将回避长期以来围绕人类胚胎使用问题的伦理争论,被认为是干细胞研究领域的一项重大突破。
陈学进说,“如果这项工作能成功,治疗性克隆就不用搞了,”但是他认为,“研究都是有延续性的,只有不断地尝试,才有可能有重大突破。”
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