日本学者计划将人类细胞插入大鼠胚胎。 图片来源：Science Pictures ltd/SPL
自今年早些时候一项干细胞研究禁令被推翻以来，日本首个申请利用动物培育人类脏器的研究项目近日获得政府支持。
日本东京大学和美国斯坦福大学联合团队负责人、干细胞学家Hiromitsu Nakauchi，计划利用诱导多能干细胞（iPS细胞）在实验鼠体内培育人类胰脏。Nakauchi的最终目标是在动物模型中用人类细胞生成器官，最终这些器官能移植到人类身上。
之前，日本明确禁止含有人类细胞的动物胚胎生长超过14天，也禁止将此类胚胎移植到代孕子宫。但文部科学省今年3月修改了有关规定，允许在动物体内培育人类器官，以加强利用动物培育移植用人体器官的相关研究。
实际上，人类和动物的混合胚胎已经在美国等国家被制造出来，但从未被真正生产出来。尽管政策允许此类研究，但自2015年以来，美国国立卫生研究院已暂停资助此类研究。
此次，日本文部科学省的一个专家委员会首次根据新规定批准了Nakauchi的实验。研究小组并未透露项目开展的具体时间，日本媒体报道称研究将于近期实施，以确认利用相关技术能否在动物体内正常形成脏器，希望将来能为移植医疗提供助力。
Nakauchi表示，他计划缓慢进行该项目，在一段时间内不会试图让任何杂交胚胎发育足月。最初，他计划培养杂交小鼠胚胎，直到14.5天。这时，动物的器官已大部分形成，而且几乎足月。他还将在大鼠身上做同样的实验，把杂交品种培育到大约15.5天。之后，Nakauchi计划向政府申请批准，在猪身上培育杂交胚胎，最长到70天。
日本札幌北海道大学科学政策研究员Tetsuya Ishii说："小心谨慎、循序渐进是有好处的，这将使与公众对话成为可能，以减轻公众的焦虑和担忧。"
但一些生物伦理学家担心，人类细胞可能会偏离要发育的目标器官，进入正在发育的动物大脑，并可能影响其认知。
Nakauchi表示，他们已经在实验设计中考虑到了这些担忧。他说："我们正在尝试进行有针对性的器官生成，这样一来，细胞就只能到达胰腺。"
具体而言，研究人员将首先对实验鼠受精卵的基因进行修改，使其无法正常生成自身的胰脏等脏器；然后向受精卵中植入人类iPS细胞，培育含有人类细胞的动物胚胎"动物性集合胚"；之后再将其移植回实验鼠子宫。研究人员期待实验鼠胎鼠长大后能拥有由人类iPS细胞形成的胰脏等。
在2017年，Nakauchi和同事就报道了将小鼠iPS细胞注射到无法产生胰腺的大鼠胚胎中。大鼠的胰腺完全由小鼠细胞构成。Nakauchi团队将胰腺移植回小鼠体内，结果这个器官能够控制血糖水平，有效地治愈了小鼠的糖尿病。
但是让人类细胞在另一个物种中生长并不容易。在得克萨斯州奥斯汀举行的2018年美国科学促进会会议上，Nakauchi团队表示，他们已经将人类的iPS细胞植入羊的胚胎中，但生长了28天的杂交产物只含有很少的人类细胞，也不像器官。Nakauchi说，这可能是因为人类和绵羊之间的基因距离。
得克萨斯大学西南医学中心研究人与动物嵌合体的Jun Wu表示，利用猪和羊等进化关系较远的物种，发育人—动物胚胎是没有意义的，因为人类细胞将在早期就从宿主胚胎中被淘汰。"了解分子基础并制定克服这一障碍的策略将是推动该领域向前发展的必要条件。"Wu说。
Nakauchi则表示，日本政府的批准将使他能够解决这个问题。他将对处于不同阶段的iPS细胞进行实验，并尝试使用一些转基因的iPS细胞，以确定是什么限制了人类细胞在动物胚胎中的生长。