對此中内啓光回應,研究團隊最初就已經考慮到這點,「我們試著生成目標器官,人類iPS細胞只會分化為胰臟器官細胞」。培育嵌合體胚胎分為兩個階段。首先,利用基因編輯技術,刪除胚胎內形成器官的關鍵基因,創造遺傳「空位」;其次,把人類iPS細胞注入胚胎內,填補空位。
以中内啓光的研究來說,需要刪除的關鍵基因,就是胚胎內形成胰臟器官的基因,由於嵌合體胚胎缺乏胰臟遺傳基因,無法自己生成胰臟細胞,這時候人類iPS細胞就能代為分化胰臟細胞。
東大研究團隊2017年曾做過類似的實驗鼠研究,將小鼠iPS細胞注入大鼠胚胎內,形成「大小鼠嵌合體」,透過大鼠培養出「百分之百由小鼠細胞組成的胰臟器官」。這個健康的嵌合體小鼠胰臟,最後移植給另一隻患有糖尿病的小鼠,並有效控制住患病小鼠的血糖水準。
人ど動物の細胞が混ざった受精卵「動物性集合胚」を動物の胎内で育てることで人の細胞でできた臓器を持つ動物が育つ。
— Lab-On(ラボオン) (@LabOn_science) July 26, 2019
海外では臓器移植治療用として研究が進んでいます。
この度、文科相が東大のiPS研究を了承、8月下旬には東大が国内初の研究に着手する見通しです。https://t.co/4bW00ckK51
物種遺傳距離是關鍵!「人羊嵌合體」實驗失敗
不過讓人類幹細胞在動物體內生長又是另一回事,東大研究團隊2018年培養出「人羊嵌合體胚胎」,試圖生成人類胰臟器官,但經過28天的努力,嵌合體胚胎卻幾乎沒有分化出人類細胞,與像樣的人體胰臟器官。中内啓光表示,這有可能是因為,人與羊的遺傳距離(Genetic distance)還是太遠了。遺傳距離是指不同物種或同一物種之間的基因差異程度。
早在2017年即首次成功培育出「人豬嵌合體」胚胎的美國德州大學西南醫學中心(University of Texas Southwestern Medical Center)研究員吳軍則指出,跨物種的細胞之間會互相排斥,使用與人類遺傳距離較遠的物種,例如羊或豬,來培養「人獸嵌合體」是沒有意義的,因為人類細胞會在發育早期就從宿主胚胎內被消滅。
中内啓光指出,日本政府開放「人獸嵌合體」相關實驗,正好讓他能針對「人類細胞為何無法在宿主胚胎體內生成」進行研究,他將會利用iPS基因工程來找出,阻礙人類細胞在宿主胚胎體內生成的關鍵因素。