人豬混種嵌合胚胎體首度育成 有助日後器官移植

新網記者麻念台台北特稿
2017/1/28 下午 08:10:03 / 科技新知

　美國加州索克生物科學研究院(Salk Institute for Biological Sciences)教授伊薩匹蘇亞‧貝爾蒙泰(Izpisua Belmonte)、華裔研究員吳軍(Jun Wu)的團隊培育出人豬嵌合胚胎體(human/pig chimera)。

美國加州索克生物科學研究院團隊培育出人豬嵌合胚胎體。(歸鴻亭翻製)

　根據索克生物科學研究院網站資料，該院團隊花4年利用「基因剪刀」CRISPR基因工程技術，刪除豬胚胎內形成器官的關鍵基因，創造基因空缺，再把人類誘導多能幹細胞(Pluripotent Stem Cells, PSCs)注入豬隻初期胚胎，誘導多能幹細胞從人類體細胞中直接獲得，具有與胚胎幹細胞一樣分化為各類細胞的能力。

　這項實驗共培育出2,075個混種雜交體胚胎，放進代孕母豬體內後，發現僅186個胚胎發育成含0.001%人類細胞、其餘為豬的嵌合體，28天即終止實驗，取出嵌合體；相當於人類懷孕8至10周。

　科學家在10年曾創建了第一隻大鼠與小鼠嵌合體，但到目前為止，人們一直在努力將人類細胞與大型哺乳動物的細胞相結合。科學家們一直希望在實驗室中使用幹細胞為患者生長替代器官，但這已經證明是有挑戰性的，一個挑戰是人與豬在9,500萬年前「分家」，豬懷孕持續約112天，相比之下人類是9個月，意味著如何讓胚胎細胞以完全不同的速率發展而能成功發育。吳軍具例說明，就像人在高速公路走，汽車行駛速度快3倍，如何才能配合同時出發又同時抵達終點，是極大的難題。他認為每10萬個豬細胞中可能只有不到1個人類細胞。

這項人豬混種嵌合胚胎體首度育成研究資料已在美國《細胞》期刊上發表。(歸鴻亭翻製)

　這項Salk科學家以細胞和基因組編輯技術，幫助研究人員研究進化和疾病，測試治療藥物和可能生長可移植器官實驗，在不同物種的生物體內生長一個物種的細胞，組織和器官的能力的快速進步為解決長期的科學謎團和解決緊迫的人類健康問題，特別是對可移植的器官和組織的需要提供了前所未有的機會。

　不過把人類幹細胞注入豬胚胎中，這種人豬嵌合體研究面臨巨大的倫理爭議，伊薩匹蘇亞‧貝爾蒙泰因此在組織器官處於形成的極早期終止，研究仍須突破道德爭議，但他認為，這類的擔憂主要來自人們對希臘神話中、混合羊獅和蛇的怪物奇美拉(Chimera)的想像，但這種情況不會發生在嚴格、精密控管的實驗室中，這項工作不會再豬體內長出人類大腦變成「豬八戒」，但最終有助在動物體內培育出可供移植的人類器官，從而解決移植器官來源嚴重不足的難題。

　英國《衛報》(The Guardian)報導，這是首次科學家融合兩個大型、非近親生物的胚胎。科學家在一個里程碑研究中創造人豬雜交嵌合胚胎體，提高了能夠在動物中生長用於移植的人體器官的前景。它標誌著第一次合成兩個遠緣相關物種的胚胎已經產生。

英國《衛報》報導，這是首次科學家融合兩個大型、非近親生物的胚胎。(歸鴻亭翻製)

　當然這項實驗也重新點燃倫理問題，無可避免地碰觸智慧物種與其他混合生物可能被意外釋放到野外的可能潛力。讓一個嵌合體動物出生，已經引起一系列令人不安的問題，包括後代看起來是更多的人還是更多的豬，如果嵌合體有人的思想會發生什麼情況，以及人類細胞是否可能自食其果豬胚胎，導致成為一個是人與豬的後代，這種企圖以人豬嵌合胚胎體組成人類細胞的想法，會產生一些需要解決的問題。

　Salk團隊相信，他們致力於在豬隻體內培養出人類胰腺、心臟與肝臟，豬隻將長出人類相關器官以取代自己的器官，未來這種方法可以為孵化人類器官，與患者遺傳匹配鋪平道路，用於移植或更安全有效地測試新藥。

　美國政府於2015年停止以公帑資助相關試驗，這項在加州進行的試驗，主要是由西班牙私人基金會出資贊助，研究資料已在美國《細胞》(Cell)期刊上發表，吳軍說，這是史無前例的，實現跨物種囊胚互補潛力的重要第一步，從而幫助研究人類發育、改善研究模型以及生產供移植的人類組織，這項工作意義重大，是幹細胞研究領域的一個里程碑。