中国科学家用两只雄性小鼠“创造”下一代，已存活至成年

科技 2025-01-31 22:06 河南

（来源：MIT Technology Review）

来自中国的一个研究团队通过一系列复杂实验，成功让拥有两位父亲的小鼠出生，并且活到了成年。

中国科学院动物研究所的李治琨和团队借助 CRISPR 技术来“创造”小鼠，并采用了一种新的方法来针对那些通常需要从父母双方遗传的基因。他们希望未来可以使用相同的方法来创造具有两个父亲的灵长类动物。

当然，目前人类还不在这一技术的应用范围内，但是这项工作确实有助于我们更好地理解一种奇怪的生物学现象，称为“印记”。这会导致某些基因的表达方式不同，具体取决于父母双方。对于这些基因，动物从父母那里分别继承了的一部分，两者必须协同作用才能形成健康的胚胎。如果缺少任何一方的剂量，基因表达可能会出现问题，从而导致胚胎出现异常。

研究人员在此前尝试创造双父源小鼠时就发现了这一点。早在上世纪 80 年代，英国的科学家尝试将携带 DNA 的精子细胞核注入受精卵细胞中，结果得到的胚胎含有来自两个雄性的 DNA（以及少量来自雌性的 DNA，在卵子的细胞质中）。

但是，当这些胚胎被移植到代孕母鼠的子宫内时，均未能健康出生，似乎是因为需要来自父母双方基因组的印记基因才能正常发育。

李治琨和团队采取了另一种方法：使用 CRISPR 基因编辑技术完全敲除了印记基因。

研究发现大约有 200 个小鼠基因是有印记的，但李治琨和团队专注于其中对胚胎发育至关重要的 20 个基因。

为了尝试用两个“父亲”的 DNA 创造出健康的小鼠，团队进行了一系列复杂的实验。首先，他们在实验室中培养带有精子 DNA 的细胞以收集干细胞。然后，他们使用 CRISPR 技术破坏了对胚胎发育至关重要的 20 个印记基因。

接下来，他们将这些经过基因编辑的细胞与其他精子细胞一起注入到去核的卵细胞中，得到了含有两只雄性小鼠 DNA 的胚胎细胞。然后，他们把这些细胞注入到一种用于研究的“胚胎壳”中，这种壳提供了制造胎盘所需的细胞。最后，他们把生成的胚胎移植到了雌性小鼠的子宫内。

这项研究在很大程度上是成功的：一些胚胎最终发育成活，甚至小鼠存活到了成年。目前，这项研究成果已经发表在 Cell Stem Cell 杂志上。

“这项研究令人兴奋。”宾夕法尼亚大学的发育生物学家 Kotaro Sasaki 评价道（他没有参与这项工作）。李治琨和团队不仅能够避免一系列印记基因缺陷，而且他们的方法是科学家发现使用两名雄性 DNA 创造小鼠的第二种方式。

这项新成果建立在日本大阪大学 Katsuhiko Hayashi 团队此前的研究基础上。几年前，那个团队展示了从成年雄性小鼠尾巴中提取细胞并将其转化为未成熟的卵细胞的方法。这些细胞可以用精子受精，从而产生双父源胚胎。Hayashi 称，“从那些胚胎出生的小鼠可以活到成年并拥有自己的后代。”

李治琨团队采用了更为复杂的方法，但只有小部分小鼠能够生存下来。团队转移了 164 个基因编辑的胚胎，有 7 只小鼠出生，然而那些出生的小鼠也不是完全正常的，比正常小鼠体型更大，器官看起来也增大了，它们的寿命不如普通小鼠长，并且无法繁殖。

对人类细胞和胚胎进行如此高风险的研究不符合伦理道德。“在人类中编辑 20 个印迹基因是绝对不行的，而创造出不健康或无法存活的生命体根本行不通。”李治琨强调说。

“还有很多问题需要解决。”Sasaki 表示。首先，许多实验室技术尚未在人类细胞上得到验证，即使有了这些技术，这种方法也是危险的，毕竟敲除人类基因可能会带来不可预测的健康后果。“依然存在很多障碍，人类的应用仍然很遥远。”他补充说。

尽管如此，这项研究工作可能为我们理解神秘的“印记”现象提供了一些新的见解。先前的研究表明，拥有两位母亲的小鼠看起来体型很小，寿命比预期的要长；而当前的研究表明，拥有两位父亲的小鼠体型过大且寿命较短。“或许父系印记基因促进生长，而母系印记基因限制其增长，动物需要两者协同作用才能达到健康的体型大小。”Sasaki 表示。

原文链接：

https://www.technologyreview.com/2025/01/28/1110613/mice-with-two-dads-crispr/

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