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世界首批体细胞克隆疾病模型猴诞生
标志着中国体细胞克隆技术走向成熟,药物研发驶入“快车道”
来源:温州网—温州都市报 发布时间:2019-01-25 09:46:00 字体:
24日,5只生物钟紊乱体细胞克隆猴登上中国综合英文期刊《国家科学评论》封面,标志着中国体细胞克隆技术走向成熟,实验用疾病模型猴批量克隆“照进现实”,全球实验动物使用数量有望大幅降低,药物研发驶入“快车道”。

  1月22日,在中科院神经科学研究所非人灵长类研究平台保育室拍摄的生物节律紊乱体细胞克隆猴新华社发

  1月24日出版的《国家科学评论》新华社发

  新华社上海1月24日电(记者王琳琳董瑞丰) 24日,5只生物钟紊乱体细胞克隆猴登上中国综合英文期刊《国家科学评论》封面,标志着中国体细胞克隆技术走向成熟,实验用疾病模型猴批量克隆“照进现实”,全球实验动物使用数量有望大幅降低,药物研发驶入“快车道”。

  “10年攻关+10亿美元投入”几乎是目前新药出炉的“标配”,然而,即便投入如此之巨,失败概率仍超90%。科学界认为,根本原因在于缺乏遗传背景一致的实验用疾病模型猴。

  猕猴是国际上常用的一种实验动物。2017年,“中中”“华华”的成功克隆解决了让野生猕猴遗传背景一致的问题,却未能解决疾病模型猴的构建难题。这一次,在严格遵循科研伦理的前提下,中科院神经科学研究所张洪钧、孙强、刘真团队首次通过敲除“关键基因”的方法,获得5只生物钟紊乱严重程度不同的疾病猴,而后,他们从中选取了一只紊乱特征最为明显的猕猴作为克隆“原型”,通过采集其体细胞的细胞核,最终获得5只克隆疾病猴。目前年龄最大的已超半岁,年龄最小的也已超过3个月。至此,疾病模型猴的构建难题被攻克。

  业内专家认为,“中中”“华华”的细胞核来自雌性胎猴,而此次5只克隆猴的细胞核来自雄性青年疾病猴,操作要求更高、实现难度更大,这表明中国体细胞克隆技术走向成熟。

  目前,每年全球药物研发会使用大量实验动物进行药物安全性和代谢检测,还会招募众多临床试验人群做药效评估。随着疾病模型猴批量克隆技术不断成熟完善,未来全球实验动物的使用数量有望大幅降低,临床试验人群服用无效药物的比例也将大大降低。

  中科院神经科学研究所所长蒲慕明院士表示,下一步团队将继续优化“基因修饰+体细胞克隆技术”,研制患有各类脑疾病的克隆猴模型,在基础研究方面用于绘制“全脑神经联接图谱”,在转化应用方面用于研发更有效的脑疾病治疗手段,进一步提升药物研发效率。

  深度观察

  克隆猴“量产”有望开启药物研发“加速度”

  首批克隆猴“中中”和“华华”又多了5个“小伙伴”。

  继2017年中国率先攻克非人灵长类实验动物克隆世界难题后,24日,中国综合英文期刊《国家科学评论》封面刊登了克隆猴的最新突破。在严格遵循科研伦理的前提下,我国科学家首次得到一批用于疾病研究、遗传背景一致的克隆疾病猴模型,按下全球药物研发“快进键”。

  “失眠”猴:帮助疾病治疗步入“精准时代”

  2017年,世界首批克隆猴“中中”“华华”在中国诞生,它们的健康存活向世人证明,除了羊、牛、鼠等动物,借助体细胞克隆技术,与人类更为相似的实验用非人灵长类猕猴也可以被克隆。

  这一次,仍然是来自中科院神经科学研究所的科研人员,他们通过基因编辑敲除“关键基因”的方法获得生物钟紊乱特征明显的一只猕猴,然后采集其体细胞的细胞核,克隆出5只遗传背景一致的生物钟紊乱疾病猴。目前年龄最大的已超半岁,年龄最小的也已超过3个月。

  为什么要克隆容易“失眠”的猴子?科学家说,因为人类健康还有许多未解之谜亟需得到它们的帮助。

  雄鸡报晓、蜘蛛半夜结网、向日葵清晨开放……自然界大部分生物都“自带”生物钟。生物钟紊乱与失眠、抑郁症、阿尔兹海默症、肿瘤、糖尿病以及心血管病等多种人类常见疾病密切相关。

  然而,目前科学家研究生物钟紊乱问题都是用小鼠、果蝇作为实验动物模型,与人类差异大。“对小鼠有效的药,很可能对人不起作用或副作用严重。相比之下,实验动物猕猴在进化上与人更接近,脑结构和功能也与人高度相似。”中科院神经科学研究所研究员张洪钧说。

  业内专家认为,这次突破构建了世界首批生物钟紊乱实验用模型猴,填补了生物钟紊乱研究缺乏高等动物模型的空白。“这是一个理解人脑高级认知功能的新颖实验动物模型,对未来疾病治疗手段的研发很有用。”该论文审稿人评价。

  中科院神经科学研究所所长蒲慕明院士说,当下人类疾病治疗仍然过于“粗放”,未来,如果在科学实验和临床试验过程中再插入一个“新环节”,即将遗传基因背景一致、疾病表征明显的克隆猴作为新增验证手段,可以开发出更为“对症下药”的诊断治疗手段,人类疾病治疗的靶向和效果有望更加精准。

  “量产”猴:体细胞克隆技术不断走向成熟

  相比首批克隆猴“零的突破”,这次科研成果完成了“批量”克隆的跨越。

  实现“中中”“华华”克隆的第一完成人、中科院神经科学研究所研究员刘真说,首批克隆猴的细胞核来自同一只尚未出生的雌性胎猴体细胞,该细胞核十分“年轻”、生命力强,所以得以顺利出生,但同期其他克隆个体均未存活,当时克隆总体成功率不足1%、成本昂贵。

  “克隆猴姐妹比大熊猫还‘珍贵’,如果我们不能大幅提高克隆的成功率,体细胞克隆技术很可能因为成本过高而最终无法走向实际应用,不断提升技术的成熟度是关键。”中科院神经科学研究所非人灵长类研究平台主任、“克隆技术”研发团队通讯作者孙强说。

  为进一步拓展体细胞克隆技术的适用范围,孙强、刘真“克隆技术”研发团队与张洪钧“生物钟紊乱”研究团队走到一起,他们首次从实践层面证实,除了胎猴,基因修饰的雄性青年猕猴也能批量克隆。

  业内专家认为,批量克隆疾病猴的操作要求更高、实现难度更大,这次突破表明中国体细胞克隆技术不断走向成熟。

  “保护”猴:新药研发有望大幅减少实验动物用量

  实验动物猴被大量用于人类疾病治疗手段研发和药物检测。多家机构统计结果显示,猴子用于生物医学研究的数量正逐年增加,全球年均使用量约10万只,主要用于药物安全性和代谢方面的测试研究。

  中科院上海药物所所长蒋华良院士介绍,在克隆猴技术尚未突破前,由于野生猴的遗传背景各异、个体表征差异难统一,每次科学实验或药物检测都需使用大量实验猴做交叉验证,又由于野生猴繁殖周期长、单胎数量少,验证工作常常持续很多年。

  “克隆猴实现短周期‘量产’后,实验动物用量有望大幅减少。”蒋华良说,新技术让人们在一年内就能制备出大批遗传背景相同的克隆猴,减少了个体差异对实验的干扰,以后只需使用很少数量的克隆猴就能完成药物的有效筛选。

  对于公众高度关注的克隆、基因编辑等技术所涉及的伦理问题,蒲慕明强调,这项工作严格遵守国际伦理标准审查和认证,根本目的是为研究人类疾病发生机理和开发有效治疗手段服务。

  “有了克隆疾病猴的‘帮助’,药物研发可以在使用更少实验动物的前提下,缩短周期、提高成功率,促进生命科学和医学的发展,有力推动我国新药创制。”蒲慕明说。

  新华社上海1月24日电

  新华社记者王琳琳董瑞丰

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