首次活到成年的克隆恒河猴

一种提供具有健康胎盘的克隆胚胎的方法可能为更多涉及灵长类动物的研究铺平道路。

　　

这只名为ReTro的克隆恒河猴是第一只存活到成年的恒河猴

在实验室里克隆的恒河猴(猕猴)第一次活到了成年——迄今为止已经存活了两年多。

今天发表在《自然通讯》(Nature communications)杂志上的这一壮举标志着人类首次成功克隆该物种，其方法与用于克隆多利羊和其他哺乳动物的传统克隆技术略有不同，包括最早被克隆的灵长类动物长尾猕猴(Macaca fascicularis)。

通过用体外受精产生的胚胎的胎盘代替克隆胚胎的胎盘，科学家们能够减少经常阻碍克隆胚胎存活的发育缺陷，同时使用更少的胚胎和代孕母亲。这项新技术可能开启克隆灵长类动物用于药物测试和行为研究的可能性。

上海中国科学院神经科学研究所所长Mu-ming Poo表示:“我们可以培育出大量基因一致的猴子，用于药物功效测试。”

存活率低

被称为体细胞核移植(SCNT)的标准克隆技术——将体细胞的细胞核转移到细胞核已被移除的卵细胞中——通常导致克隆胚胎的出生率和存活率极低。在灵长类动物身上的成功尤其有限。

当研究人员在2018年克隆长尾猕猴时，他们创造了109个克隆胚胎，并将其中近四分之三的胚胎植入21只代孕猴子体内，导致6次怀孕。只有两只猴子活了下来。

2022年，研究人员使用SCNT克隆了一只恒河猴，但这只动物存活了不到12个小时。

为了调查克隆过程中出现的问题，位于上海的中国科学院的研究人员将484个SCNT恒河猴胚胎与499个传统体外受精胚胎进行了比较。这两种类型的胚胎在被植入母体之前表现出相似的发育。但成功植入的克隆胚胎数量约为体外受精胚胎的一半(35个对74个)，而且存活到足月的克隆胚胎更少。

这组科学家对SCNT胚胎进行了一系列的DNA分析，发现了发育过程中表观遗传修饰的显著差异——在不改变DNA序列的情况下影响基因活性的结构变化。这包括降低DNA甲基化，这是一个影响基因表达的过程。“如果你有不同的甲基化，那么在发育过程中的基因表达是不同的，”Poo解释说。“这就是克隆胚胎发育不好的原因。”

研究人员还发现，通常在母体和父系基因组中表达不同的基因，在克隆胚胎中失去了它们独特的模式，尤其是在胎盘内的细胞中。此外，SCNT胚胎发育的胎盘似乎比正常的更厚，并且含有缺陷。

为了解决这个问题，研究人员开发了一种技术，即用体外受精胚胎的滋养细胞替换SCNT滋养细胞(发育中的胚胎的外层细胞，后来形成胎盘的主要部分)。该研究的合著者、中国科学院神经系统科学家Zhen Li说，这意味着胚胎发育出了“天然胎盘”，“但胎儿仍然是克隆胎儿”。

一个健康的克隆体

利用这种方法，研究人员创造了113个克隆恒河猴胚胎，并将其中11个植入7个代孕母亲体内，结果导致了两次怀孕。

其中一个怀孕的代孕母亲生下了一只健康的雄性恒河猴，名叫ReTro，它已经存活了两年多。(另一位代孕母亲怀了一对双胞胎，在怀孕第106天死亡)。

 研究人员表明，将滋养细胞替代纳入SCNT克隆可以减少胎盘和DNA甲基化的缺陷。但是位于马德里的西班牙国家生物技术中心的遗传学家Lluís Montoliu在给英国科学媒体中心的一份声明中说，“这个过程的效率与SCNT相似，甚至更低”。他补充说:“由于效率如此之低，这些实验很难取得成功。”

自从六年前第一只灵长类动物被克隆以来，科学家们已经用克隆猴子来模拟抑郁症和焦虑症等疾病，并评估包括抗抑郁药在内的药物的疗效和安全性。

“我们现在看到了使用这些克隆猴子的开始，”Poo说。“我们希望用尽可能少的动物来展示药物功效，而不受遗传背景的干扰。”但他补充说，以目前的技术，生产克隆的过程仍然涉及太多的替代品。他说，即使有了最近的进展，“我们还没有解决克隆的效率问题”。