科學素養7-人獸嵌合體_下

「胚胎注射嵌合」為什麼被叫作 chimera

如上篇所說,胚胎注射的嵌合,將是A物種的幹細胞注入B細胞的胚胎之中。因此一個個體中,有2套不同的基因,例如人豬嵌合中,我們想讓豬肝的一部份變成人的肝,這樣就可以從豬身上取得人的肝,而能移植到人身上。

一個動物身上由2種不同物種的器官組合,這就好像古希臘傳說中的奇美拉 Chimera,它是一隻獅頭、羊身、蛇尾的怪獸,象徵多種生物部件的拼接。20 世紀初,遺傳學家借用這個意象,將 「單一個體內並存兩套以上、源自不同受精卵(zygote)的細胞族群」 定義為 genetic chimera。

胚胎注射的嵌合是要將A物種的細胞注入B物種的胚胎中,因此需要將B物種的胚胎取出,再利用顯微手術將A的細胞注入,技術難度高、失敗機率大。除上述問題外,以人鼠嵌合為例,將人的細胞注入白鼠後,因人、鼠細胞的發育速度差異大(人10個月,小白鼠約20天),因此人類細胞常常被白鼠細胞淘汰。因此成功的案例中,人類細胞佔比都在千分之一以下。

而今年6月Nature的論文,採取了一種全新的技術—將預先培養好人類類器官(例如腸),直接注入懷孕小白鼠的羊水中。因為不需要注入小白鼠的胚胎,因此技術難度大幅降低。再者,若注入的是腸的類器官,則人類的腸細胞只會出現在小白鼠的腸子裡,不會出現在其他器官上。最後,鼠小腸中有人類的腸細胞的比例約為1%,比之前的1‰多了十倍。因此,作者在論文的標題說到—這是一個能夠改變遊戲規則的新技術(‘game changing’ technique)。

人類移植器官的需求實在太大,而這項新技術能針對特定的器官來嵌合,技術難度較低、成功率較高,且因為只是生產特定器官,在倫理審查上的困難應該會比其他方式低,因此算是一個技術上重要的突破。雖然目前人類細胞佔的比例較低,但我估計在我有生之年,應該就會看到較成熟的方案了。

論文來源:

Mallapaty, S. (2025 June 16). Mice with human cells developed using ‘game changing’ technique. Nature.

問題:

下列述敘何者有誤?

(A)「奇美拉(chimera)」一詞被用來描述胚胎注射嵌合體,是因為嵌合體的細胞核含有兩個物種混合的 DNA。

(B) 傳統「胚胎注射」人-鼠嵌合成功率低的原因之一,是人、鼠胚胎發育時程差距過大,人細胞易被宿主淘汰。

(C)新技術被稱為Game changing的關鍵優勢技術為—可針對目標器官定向嵌合,並提升成功率。

(D)若將人-鼠嵌合改為人-豬嵌合,可能減少因細胞發育速度不同而導致人類細胞被淘汰的情形。

答案:(A)

胚胎注射嵌合,是個體中有2種不同物種的細胞,例如人鼠嵌合體,有人的細胞也有鼠的細胞,而不是人的DNA與鼠的DNA混合在一個細胞內。

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