科學家從極度瀕危的犀牛身上培育出乾細胞和迷你大腦
蘇門答臘犀牛處於極度瀕危狀態,難以繁殖。但是現在,研究人員從一頭雄性犀牛的遺傳物質中創造出了誘導多能幹細胞(iPSCs),有可能為幫助保護工作提供新的途徑。他們甚至用它們在實驗室裡培育迷你犀牛的大腦。
蘇門答臘犀牛曾經廣泛分佈於整個東南亞地區,現在地球上只剩下不到80頭個體。棲息地的喪失和為獲取犀牛角而進行的偷獵是對其生存的主要威脅,而且保護工作並不像預期的那樣成功,因為這些動物在人工飼養中並不太配合,而且在繁殖過程方面也很困難。
為了給它們提供急需的幫助,馬克斯·德爾布呂克分子醫學中心(MDC)的科學家已經轉向基於實驗室的工具。成熟的細胞可以被重新編程成為iPSCs,而iPSCs又可以成為身體中的幾乎任何其他細胞。
在這項研究中,研究小組從取自馬來西亞最後一頭雄性蘇門答臘犀牛Kertam的皮膚細胞中生成了iPSCs,後者於2019年死亡。
這些iPSCs被發現能夠成功地產生來自三個生殖層的細胞–內胚層、中胚層和外胚層–這反過來又能產生動物的所有組織和器官。接下來,研究人員用乾細胞在實驗盤中培育出腦器官,基本上可以被理解為是微型犀牛腦,因為所有測試的神經標誌物都可以被檢測到,表明這些細胞有可能產生復雜的器官。
一個一個月大的迷你犀牛大腦,由幹細胞培育而成。發育完全的神經元以綠色顯示,而祖細胞為紅色。
但當然,這項工作最重要的意義在於,iPSCs可用於幫助提高蘇門答臘犀牛的育種成功率,並增加其遺傳多樣性。克塔姆的遺產可以在他死後很長時間內繼續存在。
該研究的第一作者Vera Zywitza說:”我們保存了他的遺傳信息,並創造了一個機會,為將來的育種目的生產可行的精子。由於從蘇門答臘犀牛身上採集的精液在直接取回後質量很差,在冷凍和解凍後質量更差,體外生成的精子為蘇門答臘犀牛的一般輔助繁殖提供了一個很好的選擇。”
該研究發表在《iScience》雜誌上。