科学家已经创造出含有大鼠和小鼠细胞的胚胎。图源:Wu et al./Cell

科学家们发表了第一个经同行评审的关于创造猪与人杂交胎儿的描述，这是朝着培育具有相同基因的动物迈出的一步适合移植到人体的器官．

制造这些嵌合体的团队也在1月26日报告了小鼠-大鼠和人-牛杂交体的诞生细胞1．这种改良动物可以为研究人员提供测试药物和了解早期人类发展的新模型。

为了制造嵌合体，科学家们通常将一个物种的多能干细胞注入另一个物种的早期胚胎中。多能干细胞可以变成任何类型的器官。理论上，外来细胞应该分化并扩散到全身，但实际上，生产可存活的杂交胚胎已被证明是困难的．

为了解决这个问题，加利福尼亚州拉霍亚市索尔克生物研究所的发育生物学家胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特领导的研究小组使用了CRISPR基因编辑技术制造没有导致器官形成的基因的老鼠胚胎。然后，科学家们将大鼠干细胞注射到小鼠胚胎中，并将胚胎植入小鼠子宫。

由于大鼠细胞仍然含有器官形成的基因，因此嵌合体的器官主要由大鼠细胞组成。这些动物能活到两年，这是老鼠的正常寿命。

混合搭配

接下来，研究人员试图杂交两个远亲物种:人类和猪。研究小组向1400多个猪胚胎注射了三种类型的人类诱导多能干细胞中的一种——正常细胞，被启动发育成组织的细胞或既不正常也不完全启动的“中间”细胞。所有的人类细胞都经过了改造，产生了一种绿色荧光蛋白，这样它们就可以在新创造的嵌合体中被识别出来。

根据道德规范，科学家们让猪-人嵌合体发育了三到四周，然后销毁了它们。注射了中间干细胞的嵌合体长大后含有最大比例的人类细胞，这表明以前创造嵌合体的尝试可能使用了发育错误阶段的干细胞。

该研究的合著者、索尔克研究所的生物学家吴军说，即使在那时，猪-人嵌合体中也只有大约10万分之一的细胞是人类细胞。

以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的发育生物学家雅各布·汉纳说:“我认为这是一篇非常重要、非常令人兴奋的论文。”现在，他说，研究人员将想看看嵌合体中的人类细胞是否具有正常的DNA结构和基因表达。

但是加州斯坦福大学的干细胞研究人员Hiromitsu Nakauchi说，人猪嵌合体中人类细胞的数量很少，这意味着这种杂交体距离有用的用途还有很长的路要走，比如器官捐献者。“这是一个很好的尝试，但结果似乎更像是一个负面的结果，”他说。

移植的希望

中内的团队正在使用类似的方法来创造人羊嵌合体，部分原因是他怀疑羊胚胎可能比猪胚胎更能吸收人类细胞。但是Wu说，猪可能是最好的器官捐赠者，因为它们的产仔量大，可以更快地产生器官。猪的器官也接近于人类器官的大小。

研究人员正在寻求多种方法使猪成为人体器官捐赠者，例如利用CRISPR使猪的蛋白质失效这会引起灵长类动物的免疫反应。贝尔蒙特说，嵌合体的优势在于，研究人员有一天可以利用病人自己的细胞，用为病人培养的人体器官，创造出一个猪嵌合体。