科学家首制人猪嵌合体 迈出培育人类器官重要一步(全文
科学家们在一项里程碑式的研究中造出了一个人猪“嵌合体”。这提高了人们能够在动物体内培育人类器官用于移植的可能性。
这是人类第一次创造出结合两个大型远亲的胚胎。这种嵌合体的创造被称赞为向着从零开始培育人类心脏、肝脏和肾脏迈出的重要的第一步。
位于加利福尼亚州拉霍亚的索尔克生物研究所的这项半人半猪胚胎研究的负责人胡安卡洛斯伊斯皮苏亚贝尔蒙特说:“最终目标是培育可移植的功能性组织或器官,但我们离它还很遥远。这是重要的第一步。”
发表在美国《细胞》双周刊上的这篇论文概述了研究人员如何将人类干细胞注入早期猪胚胎,将2000多个混合体植入母猪体内。有超过150个胚胎发育成了嵌合体,它们主要是猪,人类的成分非常微小,在约一万个细胞中只有一个人类细胞。
伊斯皮苏亚贝尔蒙特说:“这段时间足够让我们尝试了解人类细胞和猪细胞早期如何混合在一起,同时又不会引发人们对于成熟嵌合体动物的担忧。”
该团队相信,这种方法未来能够为培育与患者基因匹配的人类器官铺平道,这些器官可用于移植或更安全有效地测试新药。
心脏病学家、明尼苏达大学教授加里说:“这是一项重大进展,它带来了机遇,也带来了伦理问题。”
加里说,在嵌合体研究方面的快速进展已经引起了一系列令人不安的问题,包括后代会看起来更像人还是更像猪,如果嵌合体有人的思想会发生什么,以及人类细胞是否有可能猪胚胎,带来一种主要是人、小部分是猪的后代。
该研究中的一项挑战是,猪的孕期约为112天,而人类是9个月,这意味着胚胎细胞以完全不同的速度发育。伊斯皮苏亚贝尔蒙特的团队发现,人类干细胞需要准确地在自身发育的合适阶段被注入,这样它们才能成活并成为正在生长的动物的组成部分,但即使这样,效率也很低。
美国《邮报》网站1月26日发表了题为《科学家造出半人半猪胚胎,提高了跨的可能性》的报道称,
在25日发表的研究中,一个国际研究团队表明,供移植器官可以在半小鼠半大鼠的嵌合体胚胎中发育。研究人员在刊登于英国《自然》周刊的这篇文章中称,他们能在大鼠胚胎内培育小鼠胰腺,然后将分泌胰岛素的组织从该到患有糖尿病的小鼠体内,从而在不触发免疫反应的情况下减轻它们的病情。
这项技术已引发了一场有关将人类物质植入动物体内是否合乎伦理的激烈争论:自2015年后,美国国家卫生研究院已暂停为多数人类与动物的嵌合体研究提供资金。有人认为,由于干细胞可以成为任何种类的组织,包括神经系统的组成部分,嵌合体会引起人们对于一种拥有人类大脑或生殖器官的动物的担忧。还有人认为,人类和动物的遗传物质之间存在一条不该逾越的象征性或神圣的界线。
但大学公共卫生学院的生物伦理学家瓦迪特拉维茨基说,通过表明该领域的潜在益处,本周发表的两项研究可能有助于为进一步开展人类与动物的嵌合体研究提供理由。
她说:“我认为,从某种程度上说,这些论文的作用是原理验证,表明研究人员想要用人类与类嵌合体实现的目的也许是可能的。”
参考消息网3月10日报道外媒称,亿万富翁、贝宝(Paypal)公司的创始人之一彼得蒂尔计划活到120岁。跟其他一些技术富豪相比,他似乎还不算太有野心。俄罗斯互联网“教父”德米特里伊茨科夫说,他的目标是活到1。甲骨文公司的创始人之一拉里埃利森认为接受终有一死的想法“难以理解”。谷歌的创始人之一谢尔盖布林希望有朝一日能“治愈死亡”。
据美国《新闻周刊》3月13日(提前出版)报道,这些技术巨头的上述言行并不,甚至算不上太过自负。他们的探求都基于从根本上可能改变我们对生命与死亡认知的货真价实的新兴科学。但这仍然让人难以置信,因为人类自古以来就寻求不死,而这个过程着灾难性的失败。公元前210年,中国的秦始皇就因为吞下据说能让人长生不死的水银药丸而中毒身亡(原文如此,关于秦始皇的死因有多种猜测)。
1492年,英诺森八世在接受三名健康男孩的输血时身亡:他原以为自己可以吸纳他们的青春。在1868年的美国,肯塔基的伦纳德琼斯竞选总统的政纲是,他已经通过和禁食获得,并且可以向公布他摆脱死亡的秘诀。那年年底,琼斯死于肺炎。
但是,历史先例并未硅谷某些最重量级的人物。比如,蒂尔就向梅休塞拉基金会捐款350万美元。该基金会的创始人之一奥布里德格雷说,这家非营利机构的主要研究项目SENS致力于发现能治愈细胞损失、细胞过度和细胞内外垃圾等7种与年龄相关的损伤。他说:“我们的想法是,人体作为一台机器,有某种设备来决定各方面的功能,包括近期崩溃的可能性。所以,如果我们能恢复那个设备在和细胞层面我们就可以恢复功能,从而全面恢复身体的活力。”
但是,年运营预算仅500万美元的SENS项目与布林领导的“卡利科项目”相比就是小巫见大巫了。谷歌打算通过这个项目来“治愈死亡”,他们计划投入数十亿美元与制药巨头雅培生命公司合作。
1956年,老年医学专家克莱夫麦凯在纽约康奈尔大学开展了一项有点恐怖的试验:把两只活鼠的侧腹缝合起来,让它们的血流融合。在他缝合的一对老鼠中,一只健康年轻充满活力,另一只年龄较大状态不佳。二者的血流融合后,老的那只似乎开始“逆生长”,变得年轻健康;年轻的那只则未老先衰。
当时人们对血液的构成知之甚少。麦凯的实验非常吸引人,但有点儿走入。他后来转而研究热量摄入,并因为这方面的实验最终成名,但他朴素的血液研究基本上被弃之不顾了。
2004年,哈佛大学干细胞与再生生物学系的埃米韦杰斯重复了这项实验,看看能否再现当时的结果。事实的确如此。韦杰斯因而决定把老鼠血液中的蛋白质隔离出来,看看是什么导致了那种恐怖的效果。
她发现,是一种称作F11的蛋白质在很大程度上使老年鼠出现“逆生长”。F11让干细胞保持活跃。随着年龄的增加,F11的指标会下降,干细胞功能随之减弱,损伤恢复速度减慢,身体开始老化。但是,即便在极老的身体里、F11水平极低的情况下,那些干细胞也始终没有,只是随着F11指标的下降陷入休眠。注入含有大量F11的年轻血液后,老年鼠似乎重启这些干细胞,它们生成健康而有活力的组织,从而出现“逆生长”。
报道称,未来,我们或许不必担心器官衰竭。就算没有多余的器官,很快就会有克隆的复本,要么出自实验室,要么通过3D打印。我们已经3D打印出肝脏和肾脏,把皮肤细胞变成干细胞,把干细胞变成器官。因为一种称作“冷盐水复苏术”的方法,我们正在重新定义死亡。把濒死者的血液抽干并注入冷盐水可以降低体温,使患者“假死”。患者一旦陷入这种状态,医生就可以解决很多原本可能致命的问题:比如枪伤、刀伤、大出血和器官衰竭。
永远活着,或者至少活很久,随着日渐衰老而更加频繁地出入急诊室,定期替换衰竭的器官:对我们现在的口味而言,这种模式有些恐怖之处。在我们的文化想象中,这或许会变成对青春之后猝死的担忧:如果你200岁的心脏突然失灵而附近没有医院会怎样?未来的恐惧可能与今天完全不同,但仍然是恐惧。
解决办法也许是彻底取代,这个“毛病多多的不可靠容器”!这就是由亿万富豪支持的最雄心勃勃的投资项目“伊茨科夫2045行动”的目标。此项行动创设于2011年,已经聚集了从机器人到神再到人工器官等诸多领域的杰出专家。他们的目标是:在2045年以前用机器人或全息取代我们当前这个的躯壳。
伊茨科夫说,他受感。这位俄罗斯富豪是“连环嗜好成癖者”,学了柔道、举重、潜水、实用射击。“但每次一种新的运动或爱好达到某种水平,我就意识到,如果真想做到高水准,我就需要把全部精力集中在某种活动,放弃其他同样有趣的东西。”他说,这种两难使他不断意识到生命是多么短暂。他说:“实现这个超级计划,我终于就可以有1万年的时间从事无数种爱好。”
在其他亿万富豪看来,与年老带来的灾难相比,短暂的生命似乎并不。对埃利森来说,身体衰老恶化带来的感是切肤之痛。他2001年对《卫报》说:“我母亲死于癌症,对于目睹过得那种病的人来说,生活不可能再多少了。”
问问伦理学家有关不死的问题,这种探求就开始显得不那么英勇了。埃默里大学伦理学中心主任保罗沃尔普认为,在考虑进一步延长寿命之前,我们或许应当首先更关心老年人得到怎样的对待。他说:“我们已经使人类的平均寿命延长了一倍,这给现代社会带来的是对青春的。”
参考消息网5月13日报道据美国福克斯新闻网5月9日报道,医学界正在热议一种最让人意想不到的可以救人一命的生物猪。
美国国家卫生研究院的科研人员上月宣布,他们成功地将基因工程猪的心脏移植给了狒狒,有望为将来实现猪-人铺平道。
本月7日,基因组专家克雷格文特尔开始与美国联合治疗公司联手培育能与人体兼容的猪肺。
不过,猪不只是器官捐献的潜在来源。30多年来,科学家把猪应用在皮肤病学、心脏病学等诸多医学领域。近日,科研人员甚至将源于猪膀胱组织的物质植入人体,实现了人体腿部肌肉的再生。
这种家畜为什么拥有这么高的医学研究价值?乍看之下,猪和人似乎截然不同。可实际情况是,猪有许多生物系统与人类非常接近。
兽医学专家迈克尔斯温德尔说:“它们的多种系统与人类具有相当高的解剖学和生理学共性。能在猪身上奏效的东西,在人身上奏效的几率也会很高。”
斯温德尔表示,猪的许多器官系统与人体对应系统的相似度高达80%到90%无论就解剖学特征还是器官功能而言。吻合度最高的可能要数心血管系统了,猪心脏的大小和形状都和人类心脏差不多。猪跟人类一样会患上动脉硬化,出现心肌梗死的症状也差不多。
人类和猪的另一个相似之处是食谱。肉类和植物都是两者的口粮。斯温德尔说:“猪跟我们一样是真正的杂食动物。正因如此,其消化活动的生理特征和肝脏的代谢过程与人类很像。猪被广泛应用于饮食研究,药物的口服吸收研究也会用到它。”
相似之处还不止如此。猪肾的大小和功能与人类肾脏类似,因此可用于肾脏研究。数十年来,猪一直是标准的整形手术模型,因为猪的皮外伤愈合过程与人类皮肤相似。
由于存在上述惊人的器官相似性和越来越严重的捐献器官短缺问题,猪被看成是潜在的人类心肺捐献体。虽然狒狒、黑猩猩等灵长目动物与人类关系更近,但猪作为器官捐献的来源更具吸引力,因为猪的数量更多,而且养猪本来就是为了吃肉。
美国大学医院病例中心心脏外科主任朴淳(音)说:“如果选择另一作为器官来源,那么这个就必须数量庞大,而且符合伦理。狒狒这样的动物就存在伦理问题,它们也很难养到这么多。”
参考消息网3月1日报道外媒称,下次感冒了,比起,也许应该感谢病毒创造了皮肤。从病毒借来的基因似乎让细胞有能力生成组织和器官,甚至有性繁殖。没有这些基因,动物无法从一团细胞进化而来。
据英国《新科学家》周刊网站2月27日报道,人类的细胞通常需要融合,制造有多种细胞核的大细胞。它们在表面蛋白的帮助下完成这些,这些蛋白将细胞壁粘在一起,然后打开细胞壁,如此一来,细胞内部成分可以混合。这一混合过程对于大多数器官的产生至关重要比如肌肉、皮肤和骨头甚至对于繁殖也至关重要,当卵子和精子融合时。
但尽管它很重要,可是没有人知道细胞融合是如何演变的。这部分是因为,很难发现负责这一过程的蛋白。迄今仅发现了两种细胞融合蛋白。第一种是合胞体蛋白,发现于2000年,对于人类胎盘的形成至关重要。合胞体蛋白的基因来自一种病毒。
然后在2002年,科学家发现了第二种蛋白,被称作“EFF-1”。它帮助形成秀丽隐杆线虫的皮肤。生物学家常常研究这种虫,因为它是如此的简单。到2007年,人们清楚地了解到,EFF-1是被称作“FF蛋白”的类似蛋白的族亲。
如今,法国巴黎巴斯德研究所的费利克斯雷伊发现,FF细胞融合蛋白家族也来自病毒。
雷伊的研究团队利用结晶学和X射线蛋白的结构与病毒制造的蛋白结构相像,而且活性部分实际上完全一样。
雷伊说,因为EFF-1与病毒蛋白如此相似,所以其基因几乎可以肯定是来自感染了寄生虫祖先之一的病毒。这并非史无前例:人类基因组充满了当病毒感染一位人类祖先的细胞时悄悄溜入的DNA。但据人们迄今所知,这些遗传密码没有重要功能。
梦见流鼻血