中科院取得生命科學重大突破！通過體細胞核移植克隆獼猴誕生在中國

不知大家還記不記得生物書里那隻克隆羊「多莉」，這隻多莉當時成了家喻戶曉的明星。當時很多人都猜測，克隆人是不是就要誕生了？但是，這麼多年過去了，不管什麼原因，都再沒出現過像多莉一樣火的克隆生物。

可就在今天，中國科學院上海神經科學研究所的一項成就可謂一石激起千層浪，這項研究標誌著世界上第一例經由體細胞核移植產生的靈長類動物被成功克隆。

就在八周和六周前，兩隻名為「中中」和「華華」的長尾獼猴誕生於中華大地。這兩隻比多莉可愛的多的萌寶寶迅速成為大家談論的對象，克隆界的新星，以及未來生物書上的新寵。

這不，中科院剛剛在 Cell 上發表了這篇論文，中外各大媒體便蜂擁而至，爭相報道。

看看都有哪些媒體界大咖被刷屏：美國的路透社、美聯社、華盛頓郵報、CNN，CBS，NPR，國家地理雜誌，英國的BBC、每日電訊、 每日郵報、中國新華社，到科學媒體如 Nature，Science， New Scientists 等，都第一時間對中中和華華做了刷屏的大篇幅深度報道。

各大媒體爭相報道其中一個很重要的原因是，這次科學家克隆出的是一個靈長類動物。大家知道人也屬於靈長類動物，所以非人靈長類跟人之間的生物學特徵的相似性肯定要多。不是說，猴子是人類的祖先嗎？

非人靈長類被認為是研究高等認知以及腦疾病的最理想的模式動物。因此，科學界一直就很重視這一領域的研究，在世界各地建立了很多研究中心。其中中國因為其得天獨厚的生物資源，更成為研究的重點。

那麼到底這次搞出來兩個克隆猴有什麼作用呢？當然不是放動物園供人觀賞的。此項技術能幫助科學家製備具有相同遺傳背景的猴子，並對克隆猴的基因按需進行編輯，為研究人類腦部疾病、癌症、免疫系統或代謝紊亂等提供了真實可靠的模型，還可用於測試相關的治療藥物。

克隆「中中」和「華華」所用的技術叫做體細胞核移植技術（somatic cell nuclear transfer，SCNT）。20 多年前克隆羊「多莉」就是靠這項技術才誕生的。

「多莉」為啥這麼出名也是有原因的，它是第一個以成體動物細胞進行複製而產生的克隆動物，意味著無需精子這類生殖細胞，運用已經分化的體細胞也能夠產生和原細胞基因完全相同的子代。

在這要提一下，並不是世界上第一個被克隆出的靈長類動物。在 1999 年，科學家即使用胚胎分裂技術克隆出了一隻叫 Tetra 的猴子。不過， 該克隆技術比較簡單，是基於雙胞胎自然形成的模式，且一次最多只能產生四個後代。

說到這，大家可能對體細胞核移植技術比較好奇，它到底是個什麼技術，為什麼能如此神奇？拿「多莉」為例，步驟是這樣的：

首先，研究人員將卵細胞的細胞核去除，再將另一個成熟分化的體細胞的細胞核取出，通過顯微注射打進卵細胞內。重構後的卵細胞繼續分化發育，最終形成與細胞核供體具有相同遺傳特徵的動物克隆。

在「多莉羊」之後的 20 多年間，同樣利用這項技術製備的其他克隆動物，如牛、鼠、豬、貓、兔、馬、狗、狼等，也相繼誕生。那麼，為何克隆猴卻是到現在才搞出來？

這是因為要想成功克隆猴子，科學家必須解決掉一下幾大難題：

1、猴子卵細胞獲取困難

食蟹猴和恆河猴都是單胎動物，這就意味著，在大小鼠、牛和豬等動物中收集獲得卵母細胞資源的方法在猴子身上並不奏效。即使科學家用激素促進猴子排卵，得到的優質卵細胞仍然很少。所以，卵細胞數量就限制了這項技術的成功。

2、SCNT技術本身存在缺陷

由於 SCNT 本身存在的缺陷，導致通過克隆獲得的重構胚胎髮育效率很低。其中一個很重要的原因就是與其他哺乳動物的克隆相比，靈長類體細胞核對 SCNT 有抗性。

這也解釋了為什麼幾年前，美國科學家用 SCNT 分別製造出了猴胚胎幹細胞和人類胚胎幹細胞，但是它們的發育能力十分有限。

要解決這個難題，就必須找到這個抗性究竟因為什麼。經過多年研究，這種抗性被鑒別出來，被稱為重編程抗性區（Reprogramming Resistence Regions, RRRs）。

在哈佛大學張毅教授的兩項研究中，明確了小鼠和人的供體細胞核的基因組中均存在 RRRs。在這些區域，富集著一類組蛋白甲基化修飾，阻礙了具有多分化潛能調控功能的基因表達，使得 SCNT 技術中的重構胚胎髮育受阻。

發現了原因，便為尋找解決辦法打開了大門。張毅教授研究組發現，如果向移植了體細胞核的卵細胞中引入 KDM4D——一類組蛋白去甲基酶，去除這類組蛋白甲基化修飾，就能夠提高重構卵細胞的重編程效率和正常發育分化能力，進而提高核移植的成功率。

其實這次「中中」和「華華」之所以能夠誕生，是因為中科院神經科學研究所的研究人員克充分利用了最新的表觀遺傳學成果：

完成核移植之後，研究人員向卵細胞導入了表觀遺傳修飾的調節因子：KDM4D 和 TSA，以此來啟動胚胎髮育的功能基因。因為導入了表觀遺傳修飾因子，體細胞核中原本被抑制的基因重新被激活，並最終在代孕雌猴中獲得了很高比例的受孕率和正常發育率。

那麼「中中」和「華華」的供體細胞核來自哪裡呢？為此，科學家也是嘗試了很多次才得以成功。起初，科學家用了成年猴的體細胞核作為供體，但所得的克隆猴因呼吸異常，在出生後只存活了幾個小時。

後來科學家想到了用一隻流產的猴胚胎的成纖維細胞，這才獲得成功。研究人員從這隻流產的猴胚胎的成纖維細胞獲得了大量遺傳背景相同的細胞核。

體細胞核移植技術中的顯微注射步驟（B,C,D,E,F）；重構細胞融合後正常發育為帶有內細胞團的囊胚（J）

反覆的實驗也讓科學家得出一項結論，這就是，相比胚胎體細胞，成體體細胞的重編程的阻礙更大，但其具體機制還不明確。

目前，「中中」和「華華」還在喝奶期，生長發育良好，與其它猴子無異。科學家們會繼續關注其發育狀況，並且致力於改善克隆技術。未來還會有更多的克隆獼猴誕生。