有史以來首次，一隻克隆恆河猴 (Macaca mulatta) 活到了成年期，至今已存活兩年多。
這一壯舉於今日在《自然通訊》雜誌上發表，標誌著該物種首次克隆成功。它採用了一種與傳統技術略有不同的方法，傳統技術曾用於克隆多莉綿羊和其他哺乳動物，包括食蟹猴 (Macaca fascicularis)，後者是首批被克隆的靈長類動物。
透過將克隆胚胎的胎盤替換為體外受精技術產生的胚胎的胎盤，科學家們減少了可能阻礙胚胎存活的發育缺陷，同時減少了胚胎和代孕母親的使用數量。這項新技術可能為在藥物測試和行為研究中使用克隆靈長類動物開啟可能性。
關於支援科學新聞事業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續刊登關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。
“我們可以生產大量基因相同的猴子，用於藥物療效測試，”中國科學院上海神經科學研究所所長蒲慕明說。
低存活率
體細胞核移植 (SCNT) 這種標準克隆技術，即將體細胞的細胞核移植到已去除細胞核的卵細胞中，通常會導致克隆胚胎的出生率和存活率極低。
在靈長類動物中，成功率尤其有限。
當研究人員在 2018 年克隆食蟹猴時，他們創造了 109 個克隆胚胎，並將其中近四分之三植入 21 只代孕猴子體內，結果只有 6 例懷孕。只有兩隻猴子存活到出生。
2022 年，研究人員使用 SCNT 克隆了一隻恆河猴，但這隻動物存活不到 12 小時。
為了研究克隆過程中可能出現的問題，中國科學院上海的研究人員比較了 484 個 SCNT 恆河猴胚胎和 499 個透過直接將精子細胞注射到卵子中（一種稱為卵胞漿內單精子注射 (ICSI) 的技術）產生的胚胎。兩種型別的胚胎在植入代孕母體之前都經歷了相似的發育階段。但只有 35 個 SCNT 胚胎成功植入，而 ICSI 胚胎則有 74 個，而且存活到足月的 SCNT 胚胎也更少。
研究人員對 SCNT 胚胎進行了一系列 DNA 分析，發現表觀遺傳修飾模式（即影響基因活性而不改變 DNA 序列的結構變化）在發育過程中存在顯著差異。其中包括 DNA 甲基化（一種影響基因表達水平的過程）的減少。“如果你有不同的甲基化[模式]，那麼發育過程中的基因表達就會不同，”蒲慕明解釋說。“這就是為什麼克隆胚胎髮育不良的原因。”
研究人員還發現，通常在母系和父系基因組之間差異表達的基因在克隆胚胎中失去了其獨特的模式，尤其是在胎盤細胞中。此外，SCNT 胚胎髮育出的胎盤似乎比正常胎盤更厚，並且存在缺陷。
為了解決這個問題，研究人員開發了一種技術，即用 ICSI 胚胎的滋養外胚層替換 SCNT 滋養外胚層——發育中胚胎的外層細胞，後者構成胎盤的主要部分。中國科學院神經科學研究所的研究共同作者劉真（音）神經科學家說，這意味著胚胎髮育出“天然胎盤”，“但胎兒仍然是克隆胎兒。”
一隻健康的克隆猴
使用這種方法，研究人員創造了 113 個克隆恆河猴胚胎，並將其中 11 個植入 7 只代孕母體中，結果有 2 例懷孕。
其中一隻懷孕的代孕母體生下了一隻名為 ReTro 的健康雄性恆河猴，至今已存活兩年多。（另一隻代孕母體懷了雙胞胎，但在妊娠第 106 天死亡。）
研究人員表明，將滋養外胚層替換納入 SCNT 克隆技術，可以減少胎盤和 DNA 甲基化方面的缺陷。但馬德里西班牙國家生物技術中心遺傳學家 Lluís Montoliu 在倫敦英國科學媒體中心的一份宣告中表示，“該過程的效率與 SCNT 相似，甚至更低”。他補充說，“這些實驗很難成功，效率如此之低。”
自從六年前使用 SCNT 克隆出首只靈長類動物以來，科學家們已經使用克隆猴子來模擬抑鬱症和焦慮症等疾病，並評估包括抗抑鬱藥在內的藥物的療效和安全性。
“我們現在看到了這些克隆猴子的開始應用，”蒲慕明說。“我們希望儘可能少地使用動物來展示藥物療效，而不會受到遺傳背景的干擾。”但他補充說，克隆過程仍然涉及太多的代孕母體。即使有了最新的進展，“我們還沒有解決克隆效率的問題，”他說。
本文經許可轉載，並於 2024 年 1 月 16 日首次發表。