“既然證明種壁壘可破,細胞競爭已在小鼠上失效,那麼接下來就要對豬下手了。”
看著面前的小鼠實驗記錄,黃勤想到即將面對自己最悉的豬仔,不由出了笑容。
丁冕的臉卻沒有那麼好看,他盯著報告上的幾行數字,陷了沉思。
“基因修飾下的整嵌合率才達到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,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,即使整胚胎嵌合度提高,一些組織裡,也會出現嵌合度很低,或者沒有的況。”
“一般來說,心臟,,胰臟等的嵌合率是比較高的,組織裡面人類細胞的含量很高,但管,大腦,四肢,骨骼這些地方就相當了。”
“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嵌合也才達到 20%-30%啊。”
“雖然通過互補,它們在某些上的嵌合可以達到 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,除了檢驗整嵌合度,最重要的是在一些重要上的嵌合度。”
“希它們也能達到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,現在功的也只有胰腺。”
“其他,比如腎臟,雖然有報導說,小鼠幹細胞可以在大鼠胚胎生腎臟,但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:“所以我們肯定能功走臨牀,你要對我有信心。”
黃勤瞬間沉默了,半響,纔出聲道:“那你打算怎麼做?”
一說到自己的方案,丁冕立即變得興,坐得筆,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。
“從嵌合研究,到最終能夠實現移植,總來說,應該是一個這樣的路線圖。”
“首先就是要解決整胚胎嵌合率低下的技問題,怎麼讓種的多能幹細胞更有效地進到另外一個種的早期發育胚胎,而且能夠參與到各種的早期發育中。”
“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我們不想讓它進的,這是一個倫理的問題,同時也是一個技問題。”
“第 3點就是,異種嵌合的功能是不是與人的相似,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,將豬上的人類移植到猴子等靈長類上,驗證無事以後,再應用到人臨牀上來。”
“第 4點,也是最後一點,則是製造一個完整的。”
“因爲即便某些的嵌合度高達90%,製造出來的也不是一個完整的,比如其中有些管,神經和間質細胞都還是宿主的。”
“這些組織進人後,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裡面這個的發育過程啊。”
“一個重要的原因就是不同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。”
“更不用說型的因素了,就算小鼠裡面長出人類細胞組的臟,那小得跟黃豆一樣的胰島你能用來移植?”
“不過型方面,豬還是要好點,臟大小跟人類差距不大,而且要長到,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。”
“這也是我們選擇豬的原因。”
“呃,怎麼被你說得好像很悲觀的樣子。”黃勤不以爲然道:“我覺著沒事,好好跟大自然學習,湊合著能用就行。”
丁冕哈哈一笑,道:“也是,假如能走到第4步,說明我們已經離功一步之遙了。”
“到時候再去擔心吧,當務之急是先搞定前面三步。”
確定好工作計劃,兩人頓時神一振。
來到實驗室,他們拿出準備好的豬胚胎,往裡面注了基因改造過的人類多能幹細胞。
這批人類多能幹細胞中加了熒蛋白GFP,可以追蹤細胞及其繁衍後代的蹤跡。
隨後,又將兩者的細胞培養混合到了一起,增加人類幹細胞在豬胚胎裡面的適應。
就這樣,在抑制了異種細胞競爭的況下,終於功培養出了人-豬嵌合胚胎。
由於第一次只是檢驗整嵌合度,出於倫理的角度考慮,比如擔心人細胞進生系統和大腦,或者發育出跟人類相似的部位。
胚胎僅在豬發育了3到4周時間,就被終止了妊娠。
最終結果顯示,人-豬嵌合並未呈現出明顯的細胞競爭局面,整的嵌合度更是達到了28%,要比人-鼠嵌合高出6個百分點。
不同組織和的嵌合度也有較大差異,這點跟小鼠別無二致。
比如心臟和的嵌合度就明顯要高於其他組織,胰臟和腎臟的嵌合度也要高於肺部和肝臟。
從整個胚胎來說,大約每10萬個豬細胞中有2萬多個人細胞。
而且經過檢測,豬的肝臟和腎臟的人類細胞,都有一定的功能。
這樣的結果,已經足夠讓人驚喜了。
如果能夠將這些人類細胞集中在心臟,肺部,肝臟和腎臟等幾個部位……
是想一想,兩人就已經爲這一前景而到心澎湃。
“第一步達,高達28%的嵌合度,這跟同一個種也沒有太大差別了。”
“第二步,要讓人類細胞集中在某些上,那麼就要開始製造豬上對應的龕位了。”
丁冕笑著說道,聲音中難掩一激。
黃勤點了點頭,拍著脯,大包大攬道:“接下來看我的了,對豬的卵細胞做基因改造,這可是我的拿手絕活。”
“心臟,腎臟,肝臟,胰臟,先從這四個做起吧。”
丁冕沉著說道:“做一批豬卵細胞,大約100個,20個一組,四個組分別敲除一個的相關基因,製造出一個龕位。”
“剩下一個組不要,做爲對照組保留下來。”
“5天后,就會形囊胚,然後注人類多能幹細胞,再放進母豬發育。”
“等上3到4周,就可以觀測到胚胎的前期發育況了,也能知道到底能不能功。”
“知道了。”黃勤應了下來,沒有多說,他部門的人經驗富,幹這種活還是遊刃有餘的,不需要叮囑太多細節。
第一批樣本,只是實驗一下這種方法有沒有用,能做到什麼程度。
功的話,那自然很好,失敗了的話,吸取經驗教訓,再繼續做一批,也是應有之義。
科研沒有那麼多一蹴而就,就是在不斷的失敗中,歸納總結,不斷前進,才能走到最後。
像這種人-豬嵌合的胚胎,發育期太長,能夠順利長大的機率不會太高,他做好了注幾千個豬囊胚的心理準備。
然而,實驗結果大大出乎他的意料。
80個製造了龕位的嵌合胚胎,只有一半發生了流產。
剩下40個人豬嵌合從母豬活產下來,又有三分之一在1周死亡。
最後,大概有20只左右的仔豬活過了一個月,並通過PCR序列檢查,確定爲人豬嵌合。
“第一批樣本,就有25%的存活率,真是讓人驚訝。”
看著這一結果,黃勤不由欣喜萬分。
丁冕挑了挑眉,站在籠子前面,看著裡面活潑的小豬仔,也不由爲之容。
這些小豬外表看起來與正常的豬並無異樣,但是卻有一顆顆人類的心臟在跳,或是人類的腎臟在析,或是人類的肝臟在排毒。
正是這份外表的平平無奇,與皮下發生的奇蹟,形了鮮明的對比,讓人驚歎不已。
“這是生命的奇蹟,又何嘗不是我心之所向。”
他喃喃自語道:“異種移植終於要功了嗎?”
“難道我就是那個命中註定,要完這一偉大使命的人嗎?”
黃勤聽到這句話,頓時臉一黑,轉過頭來,善意地提醒道:“哥,別忘記了,還有我小黃呢。”
“哈哈,我就隨口一說。”丁冕哈哈一笑,心虛地避開了對方的目。
沒多久,嵌合的活檢結果出來了。
20只仔豬,幾乎全部生了一個人類的,但是每隻豬生的,嵌合度都不一樣,這跟它們的個發育度有關。
有的豬人類嵌合度高達92%,有的只有80%多。
最低的大概是79%左右,就這樣也是一個非常可觀的數字了。
除此之外,這些仔豬其他組織也出現了人類細胞的蹤跡,不過數量並不多,大概是萬分之一的程度。
總來說,人爲製造龕位,從而培養人類的方案非常功。
“對了,忘記跟你說。”黃勤拍了拍腦袋,提醒道:“現在都1個月了,2個月左右就可以在獼猴或者狒狒上做靈長類移植手了。”
“因爲有些,豬比猴子要大一些,所以不能讓豬長得太大,2個月左右的齡豬是最合適的。”
“我們測試一下移植後的功能,如果能夠正常使用,就說明研究進到第三步了。”
“可以。”丁冕點了點頭,觀察了一下黃勤的臉,忍不住打趣道。
“怎麼,之前你看到小鼠上有人類細胞,都覺骨悚然,怎麼看到豬長出了人的,反而沒啥反應了。”
黃勤憨憨一笑道:“不是都說是我想太多嗎?”
“其實你說得沒錯,我們都是生學家,應該明白每個人都由細胞組的一個意識獨立,宏觀上來說,每個人都獨一無二。”
“但是微觀上來說,人也是一羣共同進化,共同發展的細胞羣落,人豬嵌合並不比遍佈我們腸道的共生細菌更加怪異和噁心。”
“認識到這一點之後,我已經能夠坦然面對任何人和其他的嵌合了。”
“當然,”他停頓了一下,又補充了一句:“我的細胞和基因是萬萬不能出現在任何小鼠和豬,牛這些上的,我反正是不了。”
丁冕頓時有些無語:“你這雙標得可以啊,非常坦誠和直白,簡直是再典型不過了。”
“有句經典的名人名言,是怎麼說的來著?”黃勤呵呵一笑,大言不慚道。
“工程師有建造的本能,生學家有培養的本能。”
“而人類,則有雙標的本能!哈哈哈~”
丁冕眼神變得迷茫:“這是哪個名人說的?我怎麼沒聽說過?”
黃勤拍了拍脯,大聲道:“當然是我黃某人說的了。”
“咱們搞了異種移植,我黃某肯定會進人類科學殿堂,爲一名偉大的科學家,青史留名。”
“我說的話,自然就是名人名言。”
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