人动物合体:将人干细胞注射到怀孕小鼠羊水中


来自《自然》报道:使用“改变游戏规则”技术开发的具有人类细胞的小鼠:注入羊水的人类细胞找到了进入胚胎小鼠器官的途径。

研究人员利用一种方便而令人惊讶的方法--将细胞直接注射到怀孕小鼠的羊水中--培育出了含有人类细胞的小鼠器官:该方法导致小鼠幼崽的肠道,肝脏和大脑中散布着人类细胞。

人-动物嵌合体是一个令人兴奋但又具有挑战性的研究领域。人类细胞被诱导在动物胚胎中生长,使研究人员能够研究人类组织发育。

为了创造嵌合体,研究人员通常会将人类干细胞引入培养皿中生长的另一物种(通常是猪或小鼠)的胚胎中。但这项技术面临的挑战之一是,没有多少人类细胞存活下来,而那些存活下来的细胞也不会持续很长时间。而且注射的细胞是多能的,这意味着它们理论上可以发育成体内的任何细胞类型--研究人员必须找到控制这一过程的方法。


位于休斯顿的德克萨斯大学医学博士安德森癌症中心的生物医学工程师沈希玲想寻找改进这些技术的方法,以确保更多的人体细胞在手术中存活下来,并靶向特定的器官。

该团队使用重新编程的干细胞在培养皿中培养肠道,肝脏和大脑的人类类器官。研究人员随后将类器官注射到携带早期胚胎的雌性小鼠的羊水中。没有破坏胚胎壁前提下将细胞引入胚胎,雌性小鼠携带胚胎到足月。

在被注入小鼠羊水的几天内,人类细胞开始渗透到生长的胚胎中并繁殖,但只在它们所属的器官中繁殖:

  • 肠道中的肠道类器官;
  • 肝脏中的肝脏类器官;
  • 以及大脑皮层区域的大脑类器官。

在小鼠幼崽出生一个月后,研究人员发现其中大约10%的小鼠肠道中含有人类细胞-约占肠道细胞的1%。

人类细胞在肝脏和大脑中的比例较低。总的来说,成功率很低

人体细胞似乎在发挥作用。例如,人类肝细胞产生人类白蛋白,一种常见的肝脏蛋白。这些细胞在出生后两个月仍然存在,这些细胞非常稳定。


一些研究人员此前曾对将人类细胞引入其他动物的大脑提出过伦理问题,因为这可能会重建类似人类的认知能力。目前,构成小鼠大脑的人类细胞的比例非常低,但如果纳入更多的人类组织,认知可能会成为一个问题。

https://doi.org/10.1038/d41586-025-01898-z