從羊到猴用了21年，克隆猴為什麼那麼難？

克隆猴還是很難的

這需要用許多技術進行大量的測試

克隆猴成本很高，因為不能「殺猴取卵」

本刊記者/錢煒

1月25日，兩隻分別名叫「中中」和「華華」的大眼萌猴的照片，登上世界頂級學術期刊《細胞》雜誌的官網頭條。中國科學家在全世界首次成功實現了用體細胞核移植技術克隆出靈長類動物的目標。2018年2月8日，《細胞》雜誌將以封面文章的形式發布這一成果。

頂級期刊、封面文章，又是世界首次，這是一則令很多人「不明覺厲」的消息。為何一則科學新聞能刷爆朋友圈？這先要從研究的背景解釋起。

從1997年「多莉羊」克隆成功後，許多哺乳類動物比如牛、狗、豬的克隆也相繼成功，但與人類相近的靈長類動物的克隆一直是沒有解決的難題。沒有克隆猴，就很難建立模擬人類疾病的動物模型。以中科院神經科學研究所研究員孫強、博士後劉真為主的團隊，歷時5年，突破了這個生物學前沿的難題。

那麼問題來了，為什麼克隆猴那麼難呢？此前，科學家們嘗試使用標準克隆技術克隆靈長類動物，但一直沒有成功。這種將供體細胞的DNA注入一顆已去除其自身遺傳物質的卵子內的做法，被稱為體細胞核移植技術（SCNT）。與過去直接採用成年活體細胞的做法不同，中國團隊採用的是猴子胎兒細胞的DNA與卵子相結合。

具體而言，在研究中，對於融合細胞的細胞核來源，研究人員設計了兩組實驗，一組利用來自於流產產生的胎猴的纖維組織母細胞，在另一組中，是利用成年猴子的卵丘細胞。結果在第一組實驗中，21隻代孕母猴中的6隻成功懷孕，最終生下了2隻健康的猴子，它們就是這兩天頻頻亮相、惹人喜愛的「中中」和「華華」。據孫強透露，如果順利的話，第三個體細胞克隆猴「夢夢」將在本月底出生。

在另一組研究中，42隻代孕母猴中有22隻成功懷孕，最後也有兩隻猴子出生，可惜的是，它們在短暫存活後死亡。實際上，來源細胞的年齡越大，越難進行克隆，而且克隆出的胚胎也越容易流產。

為了克服體細胞重編程過程中的很多表觀遺傳修飾障礙，需要對SCNT技術進行優化。孫強小組能夠獲得成功，離不開科學家們近年來對克隆胚胎重編程機制的研究。孫強團隊在克隆猴的過程中利用這些成果，大大優化了克隆方法，最終獲得成功。

在SCNT技術的優化過程中，技術操作的嫻熟也是取得成功的另一個重要原因。為快速、精準地從卵細胞中取出細胞核，並促使體細胞與去核的卵母細胞融合，論文的第一作者劉真花了3年時間練習和優化該流程。「SCNT技術流程非常關鍵，操作越快，卵細胞受損就會越小，劉博士在這方面做的很出色。」中科院神經研究所所長、論文的合作者蒲慕明表示，「劉真可能在10秒之內對卵母細胞進行細胞去核操作，在15秒之內將體細胞注入到卵母細胞當中。這需要很長的練習，並非每個人都能精準且快速地操作去核、細胞融合，流程的優化極大地幫助了我們。」

在克隆技術領域，克隆羊「多莉」的誕生，可以說是從0到1的歷史性飛躍，而從克隆羊到克隆猴，可看作是從1到1.5的突破。一直從事基因敲除克隆豬研究的江蘇省異種移植重點實驗室主任、「千人計劃」學者戴一凡在接受《中國新聞周刊》採訪時表示，「從由胚胎髮育機制不同帶來的技術難度來看，克隆牛、克隆馬都與克隆羊類似，克隆豬就很不一樣，狗的克隆技術與之前也有很大不同，而克隆猴除了技術上很難，本身成本高也成了一個門檻。」

戴一凡解釋說，像羊、牛和豬，克隆時所需的卵細胞很容易也很便宜就能獲取，「像我們做克隆豬，去屠宰場一天能買到幾百個剛剛被殺死的豬的卵巢，拿回來取出卵巢中未成熟的卵細胞，再進行體外培養。這樣下來，一天實驗室做試驗用掉的卵子能高達七八百個。而試驗猴本身就很貴，一隻食蟹猴的價格要1萬多元人民幣，買回來後還不能「殺猴取卵」，只能通過與人類似的促排卵技術來取卵，一次只能取十幾個，再加上平時養猴子的成本，這就造成全世界也沒有幾個實驗室有這個實力在這一領域參與競爭。」他表示，由於中國經濟實力的提升與中國政府對科研事業的日漸重視，在資金投入方面，中國科學家已經成為令國際同行艷羨的群體。

「克隆猴還是很難的，這需要用許多技術進行大量的測試。當有的實驗室一天只能測試5個條件，而你的實驗室一天能測試幾十個條件的時候，誰能勝出就不言自喻了。」戴一凡指出。

美國俄勒岡衛生科學大學的克隆專家舒凱拉特·米塔利波夫（ShoukhratMitalipov）表示，「恭喜中國科學家，我明白其中的難度有多大。」據估計，米塔利波夫在21世紀前10年嘗試克隆時，使用了15000多個猴子卵子。當時，雖然他能從人類和猴子的克隆胚胎中提取幹細胞系，但是懷孕的靈長類動物最終未能誕下活胎。

在研究人類疾病時，相較於使用非克隆動物，使用克隆動物作為模型具有一些明顯優勢。美國加州索爾克生物研究所的計算神經生物學家特里·謝伊諾斯基（Terry Sejnowski）表示，在使用非克隆動物進行實驗時，難以知道測試組和對照組之間的差異是由治療引起還是遺傳變異引起。而使用克隆動物則可以顯著降低遺傳背景的差異，因而需要的動物更少。

中科院神經研究所所長蒲慕明認為，能夠克隆猴子或許能振興已經在大多數國家有所衰落的靈長類動物研究。他說，目前的帕金森病實驗一般需要幾百隻猴子，如果用克隆猴，可能10隻就夠了。藉助克隆技術，可以在供體細胞注入卵子之前對其進行編輯。蒲慕明期望在一年內可以誕生細胞經過遺傳編輯的克隆猴，並以之為模型，研究晝夜節律紊亂和帕金森病。鑒於靈長類動物研究的前景，上海市正在規劃建立國際靈長類動物研究中心，預計將在未來幾個月內正式公布。該中心將為全球科學家培育克隆動物。

米塔利波夫表示，中國科學家現在只是成功利用胎猴細胞的DNA進行了克隆，要想利用成年猴的細胞DNA「製造」出與之完全一樣的後代克隆猴，目前的方法還無法獲得成功。他認為，即使不考慮生命倫理上的問題，單從技術上看，要想用現在的方法克隆出人類的小寶寶，也仍是很難實現的。