有史以来首次，一只克隆恒河猴 (Macaca mulatta) 活到了成年期，至今已存活两年多。
这一壮举于今日在《自然通讯》杂志上发表，标志着该物种首次克隆成功。它采用了一种与传统技术略有不同的方法，传统技术曾用于克隆多莉绵羊和其他哺乳动物，包括食蟹猴 (Macaca fascicularis)，后者是首批被克隆的灵长类动物。
通过将克隆胚胎的胎盘替换为体外受精技术产生的胚胎的胎盘，科学家们减少了可能阻碍胚胎存活的发育缺陷，同时减少了胚胎和代孕母亲的使用数量。这项新技术可能为在药物测试和行为研究中使用克隆灵长类动物开启可能性。
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“我们可以生产大量基因相同的猴子，用于药物疗效测试，”中国科学院上海神经科学研究所所长蒲慕明说。
低存活率
体细胞核移植 (SCNT) 这种标准克隆技术，即将体细胞的细胞核移植到已去除细胞核的卵细胞中，通常会导致克隆胚胎的出生率和存活率极低。
在灵长类动物中，成功率尤其有限。
当研究人员在 2018 年克隆食蟹猴时，他们创造了 109 个克隆胚胎，并将其中近四分之三植入 21 只代孕猴子体内，结果只有 6 例怀孕。只有两只猴子存活到出生。
2022 年，研究人员使用 SCNT 克隆了一只恒河猴，但这只动物存活不到 12 小时。
为了研究克隆过程中可能出现的问题，中国科学院上海的研究人员比较了 484 个 SCNT 恒河猴胚胎和 499 个通过直接将精子细胞注射到卵子中（一种称为卵胞浆内单精子注射 (ICSI) 的技术）产生的胚胎。两种类型的胚胎在植入代孕母体之前都经历了相似的发育阶段。但只有 35 个 SCNT 胚胎成功植入，而 ICSI 胚胎则有 74 个，而且存活到足月的 SCNT 胚胎也更少。
研究人员对 SCNT 胚胎进行了一系列 DNA 分析，发现表观遗传修饰模式（即影响基因活性而不改变 DNA 序列的结构变化）在发育过程中存在显着差异。其中包括 DNA 甲基化（一种影响基因表达水平的过程）的减少。“如果你有不同的甲基化[模式]，那么发育过程中的基因表达就会不同，”蒲慕明解释说。“这就是为什么克隆胚胎发育不良的原因。”
研究人员还发现，通常在母系和父系基因组之间差异表达的基因在克隆胚胎中失去了其独特的模式，尤其是在胎盘细胞中。此外，SCNT 胚胎发育出的胎盘似乎比正常胎盘更厚，并且存在缺陷。
为了解决这个问题，研究人员开发了一种技术，即用 ICSI 胚胎的滋养外胚层替换 SCNT 滋养外胚层——发育中胚胎的外层细胞，后者构成胎盘的主要部分。中国科学院神经科学研究所的研究共同作者刘真（音）神经科学家说，这意味着胚胎发育出“天然胎盘”，“但胎儿仍然是克隆胎儿。”
一只健康的克隆猴
使用这种方法，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 只代孕母体中，结果有 2 例怀孕。
其中一只怀孕的代孕母体生下了一只名为 ReTro 的健康雄性恒河猴，至今已存活两年多。（另一只代孕母体怀了双胞胎，但在妊娠第 106 天死亡。）
研究人员表明，将滋养外胚层替换纳入 SCNT 克隆技术，可以减少胎盘和 DNA 甲基化方面的缺陷。但马德里西班牙国家生物技术中心遗传学家 Lluís Montoliu 在伦敦英国科学媒体中心的一份声明中表示，“该过程的效率与 SCNT 相似，甚至更低”。他补充说，“这些实验很难成功，效率如此之低。”
自从六年前使用 SCNT 克隆出首只灵长类动物以来，科学家们已经使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。
“我们现在看到了这些克隆猴子的开始应用，”蒲慕明说。“我们希望尽可能少地使用动物来展示药物疗效，而不会受到遗传背景的干扰。”但他补充说，克隆过程仍然涉及太多的代孕母体。即使有了最新的进展，“我们还没有解决克隆效率的问题，”他说。
本文经许可转载，并于 2024 年 1 月 16 日首次发表。