為了拯救瀕臨滅絕的蘇門答臘犀牛物種，來自馬克斯-德爾布呂克中心的一個團隊已經成功地從馬來西亞最後一頭雄性蘇門答臘犀牛Kertam的皮膚細胞中培育出乾細胞和迷你大腦，Kertam於2019年去世。該團隊的目標是利用這些細胞來創造精子細胞，用於生殖工作。

蘇門答臘犀牛是世界上最小和最古老的犀牛物種，曾經廣泛分佈在整個東亞和東南亞。然而，偷獵和棲息地的破壞使其數量嚴重減少，蘇門答臘島和婆羅洲印度尼西亞部分的雨林中只剩下幾十個個體。這些剩餘個體的稀有性使得交配的機會越來越少，導致了該物種的瀕危狀態。

馬來西亞最後的同類

蘇門答臘犀牛是現存的唯一有毛的犀牛物種，自2019年雄性克塔姆和僅僅幾個月後的雌性伊曼死亡後，蘇門答臘犀牛一直被認為在馬來西亞已經滅絕。但由柏林馬克斯-德爾布呂克中心多能幹細胞平台負責人維拉-齊維薩博士和塞巴斯蒂安-迪克博士領導的柏林科學家團隊並不滿足於此。他們和他們的國際合作夥伴有一個雄心勃勃的目標：將從現已死亡的蘇門答臘犀牛身上提取的皮膚細胞轉化為乾細胞，然後從中衍生出卵子和精子細胞，用於輔助生殖–在這種情況下，在實驗室中受精，在培養皿中培育的胚胎，將是克塔姆和其他已經死亡或不孕的個體的後代，將由代孕的犀牛母親懷胎十月。

圖中是一隻一個月大的犀牛的腦器官。在這個顯微鏡下的橫截面圖像中可以看到紅色的神經元原生細胞，完全發育的神經元被染成綠色。資料來源：Silke Frahm-Barske, Max Delbrück中心

在科學雜誌《iScience》上，由第一作者Zywitza和最後作者Diecke領導的團隊現在報告了一個初步的成功：他們從Kertam的皮膚樣本中產生了誘導多能幹細胞，或簡稱iPS細胞。這些細胞有兩個關鍵優勢。首先，它們能夠無限地分裂，因此永遠不會死亡；其次，它們能夠轉化為身體中的任何細胞類型。在他們最近發表的研究中，該小組已經從Kertam的iPS細胞中培育出了大腦器官，也被稱為”迷你大腦”。

向白犀牛學習

該技術平台開發了其乾細胞技術，作為針對更加瀕危的北方白犀牛的BioRescue研究項目的一部分–現在只剩下兩頭雌性白犀牛，生活在肯尼亞的野生動物保護區。Zywitza說：”我們目前的研究從這個由德國聯邦教育和研究部資助的大型項目中獲得的知識中獲益良多。柏林萊布尼茲動物園和野生動物研究所（IZW）繁殖管理部主任托馬斯-希爾德布蘭特教授和他的研究小組也大力參與了這個項目。”

Zywitza講述了所有參與當前研究的人驚訝和高興地發現用於將北方白犀牛的皮膚細胞轉化為乾細胞的方法對蘇門答臘犀牛的細胞也很有效。在顯微鏡下，兩種犀牛物種的干細胞與人類iPS細胞幾乎沒有區別。儘管如此，還是存在著特定物種的差異。Zywitza解釋說：”與北方白犀牛iPS細胞相比，Kertam的iPSCs在沒有飼養細胞的情況下無法培養，飼養細胞釋放的生長因子有助於保持幹細胞處於多能狀態。”

對進化的更深入了解

Zywitza說：”除了保護物種之外，從Kertam的皮膚上獲得的干細胞還能起到另一個作用：來自外來動物的iPS細胞提供了一個獨特的工具，可以深入了解器官發育的演變。為了證明這一點，Silke Frahm-Barske博士，也是Diecke研究小組的一名科學家，從這些細胞中培育出了大腦器官模型。”

Frahm-Barske說：”據我們所知，到目前為止，像這樣的迷你大腦只從小鼠、人類和非人類靈長類動物身上獲得過。因此，我們非常高興地看到，我們從蘇門答臘犀牛身上生成的干細胞形成了與人類相當類似的器官。然而，她補充說，該團隊必須以略微不同的方式處理人類和犀牛的iPS細胞，以便生成大腦器官。”

下一步是精子細胞

該團隊的下一個目標是使用Kertam的iPS細胞來培育適合人工授精的精子。”這一步比較困難，”Zywitza說。”為了獲得精子細胞，我們首先需要使用iPS細胞來培養原始生殖細胞–卵子和精子的前體。” 這就是科學家們現在要解決的棘手任務。他們還計劃從其他蘇門答臘犀牛身上獲得iPS細胞。

生殖專家Thomas Hildebrandt解釋了為什麼像這樣的努力是必要的。他說：”印度尼西亞確實正在採取措施，通過將剩餘的個體集中到野生動物保護區來保護蘇門答臘犀牛的數量。但是，長期沒有懷孕的雌性犀牛往往會變得不能生育，例如，由於其生殖器官上出現囊腫，或者它們可能只是太老而不能生育。儘管我們的工作正試圖使看似不可能的事情成為可能–即確保那些否則可能會從我們的星球上消失的動物的生存–但它必須仍然是一個例外，而不是成為規則，儘管我們在實驗室裡所做的一切都很熱鬧，但這最多只能為拯救這些犀牛的滅絕做出一點貢獻。保護和保存這些動物為數不多的棲息地至少同樣重要。”