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半人半兽客迈拉:从神话到生物工程

 

 

物种间模糊的界限:人兽杂交生物

Fred Gage 实验图片Fred Gage 实验图片


    从高空鸟瞰加尼佛尼亚南面的太平洋海岸,一些怪模怪样的动物正奔走于牢笼之中。它们进食喝水,也交配繁殖,时不时还尝试着挣脱人类的束缚去开拓自己的领地。如果在你的脑海中并不存在这种怪物的鲜明的形象
,可以暂时把它们想象成是老鼠。不过,这些动物体内都潜藏着一些非自然传承下来的基因,它们的大脑之中存在人类神经元,这些神经元赋予了它们看、听和思考的能力。

    这种含有人类细胞的动物是来自沙克研究所( Salk Institute)的生物学家弗瑞德·盖吉(Fred Gage)的研究成果,他的目的是了解人类患有帕金森阿尔茨海默病(老年痴呆症)等神经变性疾病后其神经元是如何降解和死亡的。科学家们需要在在纯自然的环境中研究和干扰脑细胞,也就是说,必须在大脑正常运行的情况下来找寻治愈和克服这类疾病的疗法,在人类大脑中进行这样的实验显然是行不通的,所以科学家们希望能从含
有少量人类大脑细胞的生物体中寻求这种实验的替代品。

    其实有相当大一部分人对这种做法持强烈的抵触态度,美国前总统乔治·布什就认为这种实验已经越过了道德底线,必须进行防御措施,甚至以牺牲生物科学的进步为代价也在所不惜。他在2006年的国情咨文演说中甚至
恳请国会“通过立法来禁止此类滥用医学研究,创造人兽杂交生物的行为”,原因是“人类是造物主的恩赐”,不能被“贬值”。

 

会喷火的狮头羊身怪兽:从荒诞到现实

山绵羊山绵羊


    追溯科学的历史到1984年的3月,我们能很形象的了解到人们对于超越认知范围的怪兽的恐惧感。当时一本国际科学杂志刊登的照片引起了整个科学界的轰动,照片里的生物长着山羊头,上身躯干像绵羊,长着长长的
卷毛,而其他部位又介于两者之间。这位成功杂交山羊和绵羊的丹麦胚胎学家史蒂·威尔登(Steen Willadsen)说这只第一例用胚胎移植技术克隆出的哺乳动物山绵羊“行为举止像一只山羊”,身体健康,寿命长,并
且还能生育繁殖。在接下来的几年中,威尔登又成功克隆出了其它山绵羊。

传说中的客迈拉传说中的客迈拉


     山绵羊是有关实验室“客迈拉”很吸引人的例子之一,“客迈拉”这个词(chimera)源自希腊神话中一个狮头羊身毒蛇尾巴的神兽。和其他虚构的物种混合体一样,客迈拉也被想象成是一种怪兽,因为它打破了人类
认知的“自然规律”,这种“自然规律”指的是每个物种都有他们独一无二的特征,而且是相互分离的。所以在客迈拉这个问题上我们会发现,理性的思考者会否定它的存在性,“客迈拉”也渐渐成为“不切实际”和
“空想”的代名词了。

    与大多数科学家不同,维拉德森(Willadsen)从来不愿意接受传统信仰关于自然限制的说法,他说:“对于生物学家而言,要做的应该努力去打破自然规律,而不是发现规律,更别提是安心的接受现有的规律了。”正是基于这种不羁的想法,维拉德森不仅成功克隆了山绵羊,还杂交出了其它物种,比如牛羊混合体——不过,在完成这项实验之后,他竟然将这个牛羊混合体宰割烹饪后食进了肚子。1987 维拉德森为格林纳达生物科技公司(Grenada Genetics ),复制上等的得奖乳牛,而这些用分化一周的胚胎所复制成的乳牛也证明了已特化的细胞确实能够被带回原始状态。虽维拉德森从未正式发表这项成就,但这个技术给了Ian Wilmut 用成体细胞来复制动物的启发,也造就了1996 年的多莉羊。维拉德森的研究工作为后来的科学家们奠定了基础,让他们成功克隆出了一些关系疏远的不同物种的杂交体,例如鸡龟胚胎,还有鸡鼠胚胎(不过它们在孵化之前就进行了解剖)。其实在很是例子之中,客迈拉都被奉为模型来研究生物技术。

 

跨物种的受精

    那些坚决反对一切动物实验的动物权利激进分子很显然会更加反对这种客迈拉克隆实验。但其实,这些克隆出来的客迈拉动物不会遭受诸如家养牲畜和实验室动物的痛苦。维拉德森的客迈拉都是在实验器皿中将两个胚
胎细胞进行组合,让两种细胞进行粘合,而非融合,这也就解释了为什么克隆出来的生物会具有不同物种的身体特征。客迈拉并不是简单的“混血儿”,因为这已经是跨物种的受精行为了。

    脊椎动物几乎都有着相似的身体特征,因此,只要是活产的客迈拉,身体都非常健康——尽管长相会很奇怪。客迈拉实验和传统的动物实验相比并不会带来更多的伦理上的问题。

 

干细胞与半兽人客迈拉


    2000年之前,客迈拉都还是动物进化史中神秘而基础的研究项目,并且只有少量的直接临床经验。  此后爆发了干细胞科学研究的大跃进,这使科学家们有能力生产具有人类干细胞和基因的客迈拉。半人客迈拉给生物
医学研究带来了重大改革,并拥有巨大的潜在医疗研究价值。

    干细胞的重要性不可言喻,因为它是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下可以分化成多种功能细胞。干细胞是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。胚胎干细胞的发育等级较高,是全能干细胞,而成体干细胞的发育等级较低,是单能干细胞。干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。 而且现在能在动物胎儿或者胚胎中植入人体干细胞了,生物医学科学家们很有希望将这种超过原本认知范围的研究提升到一个新的阶段,并控制好动物的发展和人类干细胞的生长,让动物器官和人类器官并存。

Esmail ZanjaniEsmail Zanjani


 

人肝山羊

    来自费城一家儿童医院胎儿诊断与治疗中心的阿伦·弗莱克(Alan Flake ) 教授和美国内达华州里诺大学的科学家艾斯梅尔·赞贾尼(Esmail Zanjani)曾成功研究过一只杂交山羊,这只山羊的肝脏中含有20%以上的人类基因。但这并没有对社会造成危害,反而对医疗的发展以及医药治疗研究方面有着巨大帮助。他们希望有一天能将羊变成活生生的人类器官与组织制造工厂,以及变成尖端的实验室动物可以用来试验新药 。赞贾尼对于那些在子宫当中即被注入人类干细胞最后产生人类肝脏的羊群表示相当乐观。大部分的成羊在他的实验当中都拥有 10% 的人类肝脏细胞,有些甚至达到 40%。因为人类肝脏具有再生功能,研究人员兴起一种计划,将部份的肝脏移植回那些肝脏坏掉的人体当中。

    在其他种类的客迈拉试验中,以色列威兹曼科学研究所的教授Yair博士所带领的研究团队成功诱导人类干细胞组织长成具有功能的肾脏,而且也在猪身上完成了相同的实验,这项成果渴望为肾脏捐赠短缺的窘境打开一条活路。这项研究指出人类或猪的胚胎组织在植入人体内后能够长成具有功能肾脏,猪的组织不同于猪的器官,一般认为不会造成超急性排斥,因此科学家对于利用猪的干细胞来培养器官多寄予厚望。


 

长人类心脏的猪


     长有人类心脏的猪——当我们听到这些时一定不寒而栗,但是科学发展和我们自己的私心和利益会让大众接受这种经过严格控制生长的克隆器官和动物。只要这些实验室产物外形像普通动物,习性也像普通动物,那么
我们也能将他们当普通动物看待,至于它们体内生长着和我们相似的器官就不会那么激发我们的抵触情绪了。而那些可能外形奇怪,比如长着人类手臂的牲畜,对人类的帮助也相当巨大,因为它有可能为交通事故中失
去手臂的伤员提供肢体移植。

    从这方面看,有关客迈拉实验动物的争论性关键问题就转换成了科学家是否能针对人类智力(这是我们区别于其他动物的关键所在)进行客迈拉实验研究了。了解这方面知识的科研人员都倾向于和支持该领域的研究,
但是对于普罗大众而言,定将引起新一轮的恐慌。




参考资料:http://www.science20.com/challenging_nature/humananimal_chimeras_mythology_biotechnology

詹璠_译     
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