2018年1月24日，生命科学顶级学术期刊Cell在线发表了中科院神经所关于Cloning of Macaque Monkeys bySomatic Cell Nuclear Transfer的文章[1]。当天下午，中国科学院在北京召开新闻发布会，宣布中科院科研团队突破了体细胞克隆猴这一世界难题-在国际上首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆。中科院院长白春礼，副院长丁仲礼、张亚平等出席发布会[2]。需要强调的是，此次发布会并没有设在该成果研究单位中科院神经所，而是中国最高研究机构中国科学院本部举行，并有正院长和2个副院长同时出席，可见国家对此次成果的极高重视。随后，克隆猴子的新闻几乎统领了国内各大媒体头版。因为我从事体细胞核移植方面的研究，且有师兄弟在神经所工作，所以该项重大研究成果我在发表2周前已知晓，且对于此铺天盖地的报道也均在预料之中。正因为如此的刷屏的新闻，我们也会看到一些反面的评论，如一些人认为此成果只是在“多莉”的基础换了一个物种，其基本思路、基本思想和技术没有实质性创新和突破，如果说其为重大突破，言过其实。也有人认为该项报道仅仅是一个像微雕一样的技术而已，既不能算理论的突破，也不能算真正的科学。作为一名从事体细胞核移植的研究人员[3-5]，我还是想特此评论一下该成果的重大科学意义。
一、科学概念(Scientific concept) 方面的重大突破和衍生
对于核移植(Nuclear transfer, NT) 的概念，德国胚胎学家汉斯-施佩曼(Hans Spemann)早在上世纪20年代就提出，直到60年代，英国发育生物学家约翰-格登(John Gurdon) 在两栖类动物爪蟾上实现了这一伟大设想[6,7]，首次获得体细胞核移植(克隆) 动物(荣膺2012年诺贝尔生理医学奖)。因为两栖类动物本身体外受精，当时的克隆技术并没有引起人们的过分关注，直到1997年英国科学家伊恩·威尔穆特(Ian Wilmut) 带领的团队(Keith Campbell完成的) 利用成年绵羊乳腺母细胞获得了第一只克隆羊Dolly[8]后，“克隆动物”这个概念才真正引起巨大轰动，因为这是克隆的是第一只哺乳动物，而人类作为最高级哺乳动物，人们就会联想到是否会出现克隆人，于是也相继出现了许多关于克隆人的科幻作品。随后相继有23种克隆的非灵长类哺乳动物(相对人而言较为低级的动物) 诞生[9]。也就是说，两栖类动物和相对低等的哺乳动物的核移植科学概念目前已经实现，但是最高等动物灵长类至今却没有。正是因为这篇文章，清晰的给了我们一个新的科学概念-最高级的灵长类动物也能实现体细胞核移植。这就是一个全新的核移植科学感念的诞生，故也是科学概念方面的重大突破。也就是说，体细胞核移植的发展经历了三级飞跃：
克隆两栖类动物- 克隆低等哺乳动物- 克隆最高级灵长类动物*
第一阶段 第二阶段 第三阶段
(*因为克隆人类受伦理制约，故非人灵长类为代表的)
看到这里，有些人可能会耻笑我，说：“不就是换了个物种，何必如此鼓吹？”。那我举以下例子进行论证。
1.试管婴儿(in vitrofertilization, IVF)。1959年杰出的华人科学家张民觉报道了第一例IVF兔，随后，张民觉与其学生日本科学家柳町隆造觉一起报道了IVF仓鼠，随后英国人罗伯特爱德华兹(Robert Edwards) 与其同事用此方法在1978年诞生了第一例试管婴儿，2010年其获得了诺贝尔生理医学奖，那是不是说爱德华兹没有什么原创性贡献，仅仅是换了个物种？
2.胚胎干细胞(Embryonic stemcells, ESCs)。1981年，Martin Evans获得了小鼠的ESCs，直到1998年，James Thomson实验室获得了人的ESCs，那我们也是不是说仅仅是换了一个物种，他的工作并不是重大突破？
3.iPS cells。2006年，Yamanaka通过OSKM四个转录因子获得了小鼠的iPS,当时并没有引起人们的轰动，直到2007年，他们和Thomson教授一起发表了关于人iPS的研究报道，才开启了一个新的时代，难道说人的iPS的研究也仅仅是换了一个物种，而没有多大突破吗？
可能也有人说，iPS,ESCs那都是做到了人，才有临床应用价值，而克隆猴子没多大突破。我觉得克隆猴子的价值和人iPS的价值旗鼓相当，克隆人无法获得也不会允许进行实验，那么在未来的生物医学研究领域，克隆猴子才发挥真正巨大的研究价值。
二、技术层面的重大突破
说起灵长类动物的研究，我们不得不要提的重要人物，那便是美国Oregon 灵长类研究中心的Shoukhrat Mitalipov教授。在灵长类核移植研究领域，Mitalipov可以说几乎独霸世界。2007年，Nature以封面文章刊登了Mitalipov首次获得恒河猴核移植ESCs的研究[10]。2013年，Mitalipov在Cell上第一次报道通过体细胞核移植技术得人的NT-ESCs[11]。这说明其团队研究灵长类动物核移植的水平是多么的娴熟和强大。而随后，他们开始从事克隆非人灵长类动物的研究，他们使用了15,000多个猴子卵子。当时，虽然他能从人类和猴子的克隆胚胎中提取干细胞系，但是怀孕的灵长类动物最终未能诞下活胎。但是移植的胚胎均以流产而告终[12]。而Mitalipov在Nature new的报道中说：“应该恭喜中国科学家。我明白其中的难度有多大。”[12]
对于核移植而言，可能许多人会说这仅仅是个技术，我觉得这句话是错误的，他们没有真正理解什么事科学和技术。我觉得核移植是由纯粹的科学概念所衍生的技术。我们都知道，科学和技术不是一回事，科学可以转变为技术，而技术本身也会帮助我们建立新的科学概念。比如NT、IVF、PCR、iPS、ESCs、Freeze-Etching等等，这些都是有科学概念所衍生的技术，本身就是科学，随后由于其体系的成熟，演变为技术，而这些技术作为我们的新的研究手段，又同时帮助我们去创造出新的科学。NT便是是最典型的例子之一，既从一个科学概念(-一个高度分化的成熟细胞完全可以再回到Totipotent状态) 转化为一个完全成熟的技术。而NT这一技术的掌握，是需要花操作者很大的经历去摸索和实践的。而我做为一个专业的核移植研究人员，最为了解。因为我主要研究小鼠体细胞核移植(我在2006年读博士研究生期间开始学习核移植的，几乎每天凌晨3点起床操作，博士3年主要就研究这个)，不同物种的核移植方法各不相同，差别很大。最难操作的当属灵长类的猴子和人的胚胎。而该文章的第一作者刘真博士(刘博士目前第一作者已经发表一篇Nature[13]和本篇Cell文章[1]) 便是核移植的顶尖高手[14]。刘博士可以在52秒内完成6个猕猴卵母细胞的“去核”过程。同样，“注核”过程刘真也练得炉火纯青，仅15秒就可以完成一次操作。这样的高超技术，可能连核移植世界大碗Mitalipov都得该败下风。说到这里，可能有人又反驳我了：“这就是个微雕一样的技术，不算大的突破，也不能算真正的科学”。那我就Argue了，请问外科医生，尤其手外科，神经外科，显微外科医生，手术做的好，说明他们也仅仅是能工巧匠，雕虫小技而不是科学吗？那为何那么多外科医生也能当中科院院士？
另外，刘真博士等也结合最新的关于核移植机制的研究报道，在克隆猴的过程中注射了H3K9me3甲基化去甲基化酶KDM4d [15,16]，进而优化灵长类核移植体系。故综合他们精巧的操作技术结合最新的研究报道，在技术层面获得了重大突破。可能有人说，结合别人的研究成果，这也是突破吗？答案是肯定的。牛顿的众多研究也是建立在其他伟人如伽利略等人的研究之上的，而Mitalipov获得人NT-ESCs的关键一步也是别人报道所用的我们经常喝到的一个小分子caffeine [11]。
三、重大的科学研究价值
众所周知，我们现在最常用的模式动物如小鼠，虽然其最大的优势是可以获得消除个体差异的近交系，但是其和人类相距甚远。而与人类最相近的实验动物就是猕猴。然而，我们实验室所获取的猕猴却没有遗传背景一样的，那篇是双胞胎。这就需要大量的实验猴子来重复。然而，通过体细胞克隆技术，便可解决这个重大难题。另外，我们可以通过在体细胞水平(本文中所用的胚胎成纤维细胞也是属于终末分化的体细胞其可以体外传代培养和遗传操作，并非多能的胚胎卵裂细胞，此处有人常混淆)进行基因修饰等操作，然后克隆出我们想要的KO or KI小鼠，而不再在胚胎中进行操作，方法更为简洁。故本项研究的价值至关重大。如果以后用模型动物，用6只以上的几乎完全一致的克隆猴子便可能说明问题。因此，可以说：“这篇论文标志着生物医学研究开启了一个新时代。”[12]
参考文献
1.LiuZhen, Cai Yijun, Wang Yan, Nie Yanhong, Zhang Chenchen, Xu Yuting, Zhang Xiaotong,Lu Yong, Wang Zhanyang, Poo Muming, Sun Qiang. Cloning of MacaqueMonkeys by Somatic Cell Nuclear Transfer. Cell, 2018 Jan 24.
2.http://www.cas.cn/yw/201801/t20180125_4633576.shtml
3.QinY, Ji H, Wu Y, Liu H. Chromosomal Instability of Murine Adipose Tissue-DerivedMesenchymal Stem Cells in Long-Term Culture and Development of Cloned Embryos.Cloning Stem Cells. 2009;11(3):445-52.
4.QinY, Lin J, Zhou C, Yin Q, Xie Z, Zhang X, Liu X, Gao W, Li J. Mice cloned fromwhite adipose tissue-derived cells. J Mol Cell Biol. 2013;5(5):348-350. (Coverstory).
5.QinY, Qin J, Zhou C, Li J, Gao WQ. Generation of Embryonic Stem Cells from MouseAdipose-tissue Derived Cells via Somatic Cell Nuclear Transfer. Cell Cycle.2015a;14(8):1282-90.
6.GURDONJB, ELSDALE TR, FISCHBERG M. Sexually mature individuals of Xenopus laevis fromthe transplantation of single somatic nuclei. Nature. 1958 Jul5;182(4627):64-5.
7.GURDONJB.The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cellsof feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol. 1962 Dec;10:622-40.
8.WilmutI, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH.Viable offspring derived fromfetal and adult mammalian cells. Nature 1997; 385(6619): 810-813.
9.Rodriguez- Osorio,N., Urrego, R., Cibelli, J.B., Eilertsen, K., and Memili, E. (2012).Reprogramming mammalian somatic cells. Theriogenology 78, 1869–1886.
10. ByrneJA1, Pedersen DA, Clepper LL, Nelson M, Sanger WG, Gokhale S, Wolf DP,Mitalipov SM. Producing primate embryonic stem cells by somatic cell nucleartransfer. Nature. 2007 Nov 22;450(7169):497-502. Epub 2007 Nov 14.
11. TachibanaM1, Amato P, Sparman M, Gutierrez NM, Tippner-Hedges R, Ma H, Kang E, Fulati A,Lee HS, Sritanaudomchai H, Masterson K, Larson J, Eaton D, SadlerFredd K,Battaglia D, Lee D, Wu D, Jensen J, Patton P, Gokhale S, Stouffer RL, Wolf D,Mitalipov S. Human embryonic stem cells derived by somatic cell nucleartransfer. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1228-38. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.006.Epub 2013 May 15
12. https://www.nature.com/articles/d41586-018-01027-zc
13. Liu,Z., Li, X., Zhang, J., Cai, Y., Cheng, T., Cheng, C., Wang, Y., Zhang, C., Nie,Y., Chen, Z., Bian, W., Zhang, L., Xiao, J., Lu, B., Zhang, Y., Zhang, X.,Sang, X., Wu, J., Xu, X., Xiong, Z., Zhang, F., Yu, X., Gong, N., Zhou, W.,Sun, Q.* & Qiu, Z.*（2016）Autism-like behaviours and germlinetransmission in transgenic monkeys overexpressing MeCP2. Nature 530:98-102
14. http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/1/401290.shtm
15. Matoba,S., Liu, Y., Lu, F., Iwabuchi, K. A., Shen, L., Inoue, A., & Zhang, Y. Embryonicdevelopment following somatic cell nuclear transfer impeded by persistinghistone methylation. Cell, 2014; 159(4), 884-895.
16. Liu,W., Liu, X., Wang, C., Gao, Y., Gao, R., Kou, X., ... & Gao, S. Identificationof key factors conquering developmental arrest of somatic cell cloned embryosby combining embryo biopsy and single-cell sequencing. Cell discovery, 2016; 2,16010.
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