自今年早些時候一項幹細胞研究禁令被推翻以來，日本首個申請利用動物培育人類臟器的研究項目近日獲得政府支持。日本東京大學和美國斯坦福大學聯合團隊負責人、幹細胞學家Hiromitsu Nakauchi，計劃利用誘導多能幹細胞（iPS細胞）在實驗鼠體內培育人類胰臟。Nakauchi的最終目標是在動物模型中用人類細胞生成器官，最終這些器官能移植到人類身上。

日本學者計劃將人類細胞插入大鼠胚胎。圖片來源：Science Pictures ltd/SPL

之前，日本明確禁止含有人類細胞的動物胚胎生長超過14天，也禁止將此類胚胎移植到代孕子宮。但文部科學省今年3月修改了有關規定，允許在動物體內培育人類器官，以加強利用動物培育移植用人體器官的相關研究。

實際上，人類和動物的混合胚胎已經在美國等國家被製造出來，但從未被真正生產出來。儘管政策允許此類研究，但自2015年以來，美國國立衛生研究院已暫停資助此類研究。

此次，日本文部科學省的一個專家委員會首次根據新規定批准了Nakauchi的實驗。研究小組並未透露項目開展的具體時間，日本媒體報導稱研究將於近期實施，以確認利用相關技術能否在動物體內正常形成臟器，希望將來能為移植醫療提供助力。

Nakauchi表示，他計劃緩慢進行該項目，在一段時間內不會試圖讓任何雜交胚胎髮育足月。最初，他計劃培養雜交小鼠胚胎，直到14.5天。這時，動物的器官已大部分形成，而且幾乎足月。他還將在大鼠身上做同樣的實驗，把雜交品種培育到大約15.5天。之後，Nakauchi計劃向政府申請批准，在豬身上培育雜交胚胎，最長到70天。

日本札幌北海道大學科學政策研究員Tetsuya Ishii說：“小心謹慎、循序漸進是有好處的，這將使與公眾對話成為可能，以減輕公眾的焦慮和擔憂。”

但一些生物倫理學家擔心，人類細胞可能會偏離要發育的目標器官，進入正在發育的動物大腦，並可能影響其認知。

Nakauchi表示，他們已經在實驗設計中考慮到了這些擔憂。他說：“我們正在嘗試進行有針對性的器官生成，這樣一來，細胞就只能到達胰腺。”

具體而言，研究人員將首先對實驗鼠受精卵的基因進行修改，使其無法正常生成自身的胰臟等臟器；然後向受精卵中植入人類iPS細胞，培育含有人類細胞的動物胚胎“動物性集合胚”；之後再將其移植回實驗鼠子宮。研究人員期待實驗鼠胎鼠長大後能擁有由人類iPS細胞形成的胰臟等。

在2017年，Nakauchi和同事就報導了將小鼠iPS細胞注射到無法產生胰腺的大鼠胚胎中。大鼠的胰腺完全由小鼠細胞構成。Nakauchi團隊將胰腺移植回小鼠體內，結果這個器官能夠控制血糖水平，有效地治癒了小鼠的糖尿病。

但是讓人類細胞在另一個物種中生長並不容易。在得克薩斯州奧斯汀舉行的2018年美國科學促進會會議上，Nakauchi團隊表示，他們已經將人類的iPS細胞植入羊的胚胎中，但生長了28天的雜交產物只含有很少的人類細胞，也不像器官。Nakauchi說，這可能是因為人類和綿羊之間的基因距離。

得克薩斯大學西南醫學中心研究人與動物嵌合體的Jun Wu表示，利用豬和羊等進化關係較遠的物種，發育人—動物胚胎是沒有意義的，因為人類細胞將在早期就從宿主胚胎中被淘汰。“了解分子基礎並製定克服這一障礙的策略將是推動該領域向前發展的必要條件。”Wu說。

Nakauchi則表示，日本政府的批准將使他能夠解決這個問題。他將對處於不同階段的iPS細胞進行實驗，並嘗試使用一些轉基因的iPS細胞，以確定是什麼限制了人類細胞在動物胚胎中的生長。（唐一塵）

《中國科學報》 (2019-07-29 第2版國際)