哈佛最新研究显示,猪器官可以移植给人类。哈佛医学院遗传学实验室的乔治·邱奇和他的研究小组近日宣称,他们攻克了让猪成为人体器官捐献者的一个最大难关----断绝猪内源性逆转录病毒(PERVs)在器官移植接受者体内重新激活的可能性。

最新研究显示猪器官可移植给人类,图为一名德国女子走进肺部器官移植的模型
猪器官可移植给人类
这一历史性突破,有望使猪成为完美的人类器官捐献者。在自然界,猪与人类之间的紧密亲缘关系让其具有了成为人类器官捐献者的潜力。几十年来,科学家也一直努力使其成为人类器官移植的稳定供应源,但人体免疫系统的排斥反应和猪基因中病毒造成的感染是研究的两大阻碍。此次,邱奇领导的研究解决了这些问题。他们通过CRISPR/Cas9基因编辑技术成功地在猪胚胎中灭活了62种PERVs。这一数量是科学家在其他动物身上所能灭活的内源性逆转录病毒数量的十倍。研究人员认为,这一成就使他们能够制造出合适的人类器官捐献者。
据物理学家组织网报道,邱奇的研究小组还对猪胚胎中超过20个基因进行了修饰,以解决器官移植后的人体免疫系统的排斥反应问题。研究小组目前拒绝透露所修饰的具体基因包括哪些,但表示要使得猪成为人类器官移植的来源,对某些基因的修饰和灭活PERVs二者缺一不可。
灵长类动物的基因组中拥有一百多万个特定类型的重复元件副本(Alu),被认为是逆转录病毒衍生物。最新研究表明,猪基因组中大约有11%的重复元件(PRE-1),这一比例与灵长类动物的Alu几乎相同。研究人员在《自然》杂志上发表的研究报告称,这些猪重复元件的结构和功能非常类似于灵长类动物的Alu,暗示人类和猪之间存在比之前所认为的关系亲近得多。
研究人员希望能尽快把经过基因编辑的猪胚胎植入母猪体内。邱奇称,猪是一种能同时作为食物、宠物和器官备份的动物,如果通过基因编辑也能给猪装上声带,它们也许就能够与人类谈判达成协议,以后面两种身份服务,而不仅仅只作为食物。
器官的奥秘:器官大小可调控
器官的大小可以调控吗?浙江大学科学家发现,浙江大学的最新发现表明器官大小可调控。人类体内的一种小RNA(核糖核酸)在器官大小调控中发挥着重要作用,它还将为研发治疗肝癌等疾病的药物提供新思路。
科学家此前发现了HIPPO细胞信号通路,即名为HIPPO的基因通过调控细胞数量来控制动物器官大小的机制。浙大生命科学研究院赵斌教授课题组的最新成果则表明,名为miR-130a的小RNA是HIPPO信号通路调控机制的关键。
赵斌解释说,在HIPPO通路中,名为YAP的蛋白质活性增强,就会引起器官变大。新发现的miR-130a能够激活YAP的活性。而另一方面YAP直接提高miR-130a在细胞内的水平。因此YAP和miR-130a相互促进造成器官大小的显著增大。当miR-130a的活性被抑制,通路也随之失调,无法再促进器官变大。
赵斌的实验室里挂着一张大幅海报,绘制者是癌症研究领域著名科学家温伯格教授。一个细胞上,画着10种不同颜色的信号通路。赵斌说,细胞作为生命最基本的单位,需要感知环境,将环境信号转化为基因表达,合成新的蛋白质,去实现不同的功能,这就是信号通路,调控细胞生长、分裂或者凋亡,也与癌症等疾病高度相关。
“HIPPO意为河马,是其中最新发现的一条信号通路,也是当前的研究热点。”赵斌所在的实验室自2007年就开展了对于HIPPO通路的研究,先后发现了这一通路的上游信号及YAP的作用。他说,miR-130a是课题组在多年探索基础上,在小鼠体内发现的。在实验室里,课题组先让小鼠的肝脏细胞分裂,以致肝脏的体积增大50%。而向小鼠递送miR-130a的反义核酸将其“中和”后,肝脏就保持正常不再变大。
科学家曾尝试通过研究常规蛋白编码基因来破解HIPPO通路调控下游机理,但尚未成功,而赵斌课题组则在小RNA这类非编码RNA上取得了突破。赵斌介绍,在果蝇体内,也发现了与miR-130a执行类似功能的小RNA,但两者的碱基序列大相径庭,这也加大了研究者发现真相的难度。
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