作者:骑猪去挖坑
站在進化樹前端的小鼠,豬和牛的幹細胞,屬於競爭力比較強的,會迅速誘導競爭力弱的人類幹細胞凋亡。
細胞競爭原本是普遍存在的生物現象,屬於自然演化下的正常結果,主要是爲了防止異種細胞入侵,跟免疫系統原理十分相似。
但在人類強大的基因技術加持下,這一機制迅速瓦解,造就了異種生物的幹細胞和諧共存的奇觀。
兩人眼見研究有了突破,欣喜若狂之下,立即開啓了新一輪動物體內實驗。
豬和牛體型太大,妊娠期也太長,所以還是先從人-鼠異種嵌合開始,試驗一下新的研發成果。
製備嵌合體大都採用顯微注射,也就是通過顯微操作將人類多能幹細胞注入小鼠的早期胚胎中。
當然,這裏的人類多能幹細胞都是經過基因修飾的,關閉了導致細胞凋亡的基因信號通路。
5天后,胚胎中已經有了250個細胞,順利地發展爲囊胚。
接下來的15天內,嵌合幾率大大提高,順利地在母體內形成了胚胎。
看到人類細胞跟老鼠細胞融合得如此順利,黃勤不免有些擔心。
“這個,萬一人-鼠嵌合體真的生了下來,不會有什麼倫理問題吧?”
丁冕反問道:“會有什麼倫理問題?”
黃勤想了一會,支支吾吾道:“人的細胞不會影響到老鼠的生殖細胞嗎?”
丁冕眼神異樣地看了他一眼,隨口道:“你要擔心,等小鼠生下來閹掉就好了。”
黃勤老臉一紅,分辨道:“我不是那個意思,我的意思是說,人的基因會不會影響到小鼠?比如大腦什麼的,會發生基因突變嗎?”
“鷹國這些國家不是對人-動物嵌合體有倫理要求嗎?要求不能具有繁衍能力,而且不能發育成大腦。”
“你也知道,人跟動物最大的區別就是大腦發育,這要是小鼠大腦二次發育了,真的沒問題嗎?”
說到後來,他臉上浮現出深深的憂慮。
“哎,原來你是擔心這個啊。”丁冕笑道:“沒事,就一點人類幹細胞而已,就算分部在小鼠體內,每個部位的人類細胞也不會太多的。”
“至於大腦問題,那更是一種可笑的擔憂,人腦細胞哪怕在小鼠的大腦中,也只能做老鼠該做的事情,它不會具備人類的思想。”
“因爲人類之所以爲人,是由大腦的結構而決定,並非由單個的細胞所決定。”
“你好歹也是學生物的,不會這個都想不明白吧。”
黃勤怔怔出神:“可我還是有點擔心,前兩天我跟老婆重溫了一下猩球崛起這部經典影片,感覺裏面的劇情發展還是有一定的科學基礎。”
丁冕沒好氣地道:“你這是觀影後遺症吧,少想些有的沒的,人家那是大猩猩,跟人類一個物種,基因相似度高99%,大腦也很發達,那當然會有可能變異啦。”
“要知道,早期智人在地球上也是有很多競爭對手的,比如尼安德特人就是一大勁敵。”
“尼安德特人比智人體格要強壯,大腦也擁有更大的腦容量,還跟智人共享99.7%的DNA,總體看來,甚至還略有優勢。”
“但是他們最終還是敗在了智人的刀下。”
“你知道是什麼原因嗎?”
黃勤訕訕道:“知道,隱隱聽說過,好像是幾年前一篇《Science》上的論文提起過這事。”
“沒錯,”丁冕搶着回答道:“你知道就好。”
“主要原因就是智人體內一個叫做TKTL1的基因脫穎而出,發生了一種重要的基因突變,導致編碼成了一種新的氨基酸,在體內合成了一種全新的蛋白質。”
“這種蛋白質在胎兒大腦首次發育的時候產生,能夠驅動神經元細胞的形成,使得人類擁有更密集,更深長的神經元,特別是在新皮層區域。”
“新皮層主要參與大腦的高級功能,比如空間認知,感覺認知,語言,邏輯推理,邉又噶畹取!�
“這樣一來,尼安德特人大腦容量再大,也是一個低配版本,只能完成一些基礎功能。”
“但是智人不一樣,靠着基因突變,從此解鎖了語言能力和集體功能,族羣規模能夠突破幾十人的上限,形成幾百人,甚至上千人的組織,從此一步步成爲地球霸主。”
“一個小小的基因突變,一個氨基酸結構的改變,一個新的蛋白質形成,就這樣徹底改變了智人這一種族的命撸瑏K締造了一個偉大的文明。”
丁冕情不自禁地感嘆道:“大自然是如此神奇,生命和文明的誕生過程,又是如此的不可思議,每思及此,都讓我感慨萬千。”
緊接着,他神色一肅,說道。
“正因爲如此,如果大猩猩或者猿猴體內也發生相似的基因突變,是極有可能大腦再次發育,追趕上人類的智力。”
“所以,倫理委員會才嚴格限制我們對靈長類的基因改造。只要我們不胡來,按道理是不會出問題的。”
“至於其他動物,它們跟人類的基因組差距太大,還不至於對大腦產生影響,你就放心吧。”
然而,這番話並未徹底消除黃勤眼中的憂色。
但他也沒有再繼續這個話題,而是點點頭,認可了丁冕的結論。
“我明白,科幻電影是虛構的,屬於藝術創作。”
“只要不做靈長類的基因實驗,不給遠房親戚們彎路超車的機會,就不會出現電影中的情節。”
“這也是我們堅持做豬的器官種植的原因。”
丁冕面容堅毅地狠狠一揮手,做了個刀砍的動作,流露出一股殺氣。
“沒錯,哪怕做了也容不得胚胎活過一個月,一定要徹底將威脅扼殺在子宮之中。”
這時,身後的蛔友Y,母鼠突然發出一陣淒厲的吱吱聲,打斷了兩人的對話。
丁冕渾身一顫,緩緩轉頭看過去,驚訝地張開嘴:“啊,就要生了啊。”
黃勤急忙道:“去看看,也不知道這嵌合體能不能活下來。”
兩人匆匆走過去,好奇地看着母鼠身體下冒出來的幾個粉白肉團。
“聽天由命吧,這母乳餵養,咱也幫不上什麼忙。”丁冕聳聳肩,說道。
黃勤數了數肉團,發現有五隻,臉色頓時一變:“居然都活下來了,一隻都沒死,生存率100%啊,真是恐怖如斯。”
他腦中電光火石般閃過另一個問題:“你說說看,我們什麼時候給它們安樂死。”
“啥?你腦子還在想這破事啊?”丁冕愣了一下,這才反應過來,訝然道:“這嵌合體看着也不像是能壽終正寢的樣子啊。”
“你是不是想太多了。小鼠壽命也就一兩年,這種嵌合體更是活不了多久,你還怕它活得太長嗎?”
黃勤緊盯着那幾只趴在母鼠肚皮上,閉着眼睛喝奶的小東西,隱隱感覺有些不安。
“我這不是擔心,主要是走一下流程,本來這種嵌合體也要被銷燬的,我早點完事早點心安。”
“不然想着這小鼠體內有老子的細胞,總是讓我覺得毛骨悚然。”
丁冕閉上眼睛,深吸了一口氣,再次睜開眼睛,保持着平靜道。
“行吧,那就按流程走,四周後銷燬,也不知道這些小傢伙能不能活到那個時候。”
“反正下次我是不用你的細胞了,我用我自己的,這樣你總不會再覺得有什麼古怪了吧。”
黃勤尷尬一笑,急忙解釋道:“你聽我解釋,我不是那個意思,我就是有點強迫症,以前我不是都做動物實驗嗎?沒用過自己的細胞,所以有點不適應。”
丁冕無語道:“你純粹就是葉公好龍,是誰一開始跟我說,這麼大個項目,要有參與感,所以要用你的細胞?”
黃勤撓了撓頭,感覺有些羞愧,聲音也低了下來。
“這人啊,就是這樣,沒見過的時候,總想試試,等真的試了,又覺得受不了,呵呵。”
不過他接下來幾句話,又說得丁冕想要暴走了。
“小丁啊,那啥人-豬嵌合體,你用自己的細胞,真的不會覺得奇怪嗎?”
“你想想,到時候豬身上有你的細胞,就這麼在蛔友Y看着你,你頂得住嗎?”
“豬和人基因相似度也很高啊,再加上你自己的人類基因,嘖嘖,這個畫面我可不敢想。”
“住嘴!”丁冕面無表情地吐出兩個字。
黃勤驚訝地睜大眼:“小丁,不是吧,你咋還生氣了呢,我就隨便這麼一說。”
“你!”丁冕的情緒管理終於失控,氣呼呼地掉頭就走。
第六百四十八章 人-豬嵌合體
“既然證明物種壁壘可破,細胞競爭已在小鼠身上失效,那麼接下來就要對豬下手了。”
看着面前的小鼠實驗記錄,黃勤想到即將面對自己最熟悉的豬仔,不由露出了笑容。
丁冕的臉色卻沒有那麼好看,他盯着報告上的幾行數字,陷入了沉思。
“基因修飾下的整體嵌合率才達到22%,這個數字似乎不怎麼理想。”
黃勤不以爲意道:“這個肯定了,異種嵌合體研究本來就沒有大家想象的那麼容易啊。”
“主要人的幹細胞和小鼠胚胎髮育並不匹配,人的細胞和小鼠的細胞之間不能很好的互動,存活率才那麼低。”
“再說了,異種細胞發育快慢是不一致的,發育程序也不同,即使整體胚胎嵌合度提高,一些組織裏,也會出現嵌合度很低,或者沒有的情況。”
“一般來說,心臟,肌肉,胰臟等器官的嵌合率是比較高的,組織裏面人類細胞的含量很高,但血管,大腦,四肢,骨骼這些地方就相當少了。”
“所以平攤下來,能達到20%以上,就已經非常令人驚歎了。”
“之前存在細胞競爭的時候,嵌合率只有萬分之一,甚至十萬分之一,我們可是足足提升了兩千倍啊,簡直是質的飛躍。”
“難道你想要百分百的嵌合率,那怎麼可能?”
“哪怕大鼠跟小鼠的整體嵌合也才達到20%-30%啊。”
“雖然通過互補,它們在某些器官上的嵌合可以達到90%以上。但那也是因爲大鼠和小鼠是兩個相近的物種,都屬於齧齒類,發育程序比較類似,就像人和大猩猩的關係一樣。”
“但人與小鼠在進化關係上就很遠了,正常來講,人的細胞可能在小鼠胚胎髮育過程中都接受不到兼容的發育信號。”
“我知道,只是對細胞競爭所起的作用有些失望罷了。”丁冕一臉嚴肅地說道。
“人跟鼠的基因相似度,還要比豬高,所以接下來的人-豬嵌合體可能還不會有這麼高的數字。”
“我們接下來要做的,除了檢驗整體嵌合度,最重要的是在一些重要器官上的嵌合度。”
“希望它們也能達到90%這樣讓人滿意的數據。”
黃勤訝然道:“你也未免太樂觀了。”
“即使是大小鼠之間的互補,現在成功的器官也只有胰腺。”
“其他器官,比如腎臟,雖然有報道說,小鼠幹細胞可以在大鼠胚胎體內生成腎臟,但器官大小比同期的大鼠腎臟要小,而且其功能並沒有被完全測試。”
“這些都說明該領域還處於探索階段,離臨牀應用還很遙遠。”
“可是它們沒有解決細胞競爭的問題啊。但是我們已經解決了。”
丁冕一臉理所當然道:“所以我們肯定能成功走入臨牀,你要對我有信心。”
黃勤瞬間沉默了,半響,纔出聲道:“那你打算具體怎麼做?”
一說到自己的方案,丁冕立即變得興奮,身體坐得筆挺,不復之前懶洋洋的姿態。
他似乎早有準備,信心十足地將計劃和盤托出。
“從嵌合體研究,到最終能夠實現器官移植,總體來說,應該是一個這樣的路線圖。”
“首先就是要解決整體胚胎嵌合率低下的技術問題,怎麼讓跨物種的多能幹細胞更有效地進入到另外一個物種的早期發育胚胎,而且能夠參與到各種器官的早期發育中。”
“如果這個問題解決了,下一步就是怎麼控制,特別是讓人的胚胎幹細胞避免進入我們不想讓它進入的器官,這是一個倫理的問題,同時也是一個技術問題。”
“第3點就是,異種嵌合體器官的功能性是不是與人的器官相似,這可能需要去做一些移植實驗。”
“當然這個階段早期可能是用猴子來測試,將豬身上的人類器官移植到猴子等靈長類身上,驗證無事以後,再應用到人體臨牀上來。”
“第4點,也是最後一點,則是製造一個完整的器官。”
“因爲即便某些器官的嵌合度高達90%,製造出來的也不是一個完整的器官,比如其中有些血管,神經和間質細胞都還是宿主的。”
“這些組織進入人體後,作爲異種細胞,還是會出現免疫排斥反應。”
黃勤好奇道:“這些東西沒辦法換成人類自己的嗎?”
丁冕心有不甘地搖了搖頭,長嘆一口氣道。
“很難,即便我們將豬的腎臟或者胰腺相關基因敲除,人爲製造出一個空的龕位,再用人類幹細胞來填補這一空缺,但也沒辦法控制胚胎裏面這個器官的具體發育過程啊。”
“一個重要的原因就是不同動物的胚胎髮育速度不一樣,我們人類作爲靈長類,胚胎要十個月才能發育完全。”
“但是豬隻要3個月,小鼠只用20天,這樣的細胞分化速度,人類趕得上嗎?”
“總之,細胞分化的速度,人類細胞比小鼠,大鼠和豬的細胞要慢很多。”
“更不用說體型的因素了,就算小鼠裏面長出人類細胞組成的臟器,那小得跟黃豆一樣的胰島你能用來移植?”
“不過體型方面,豬還是要好點,內臟大小跟人類差距不大,而且要長到成熟,內臟才能用來移植,也能對生長基因做一定的改造,從各方面考慮,算是最合適的動物。”
“這也是我們選擇豬的原因。”