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皮肤干细胞提示保存濒危犀牛和灵长类动物的方法

探索多能干细胞如何通过制造可行的配子用于繁殖,从而挽救北白犀牛免于灭绝。

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世界上只剩下七只北白犀牛,利用干细胞制造卵子和精子为挽救该物种的一部分提供了可能性。

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新闻要点:为帮助保护濒危的犀牛和灵长类动物,生物学家已将从动物身上提取的皮肤细胞转化为多能干细胞,这些细胞在适宜条件下几乎可以分化成任何类型的细胞。研究人员认为,这些细胞最终甚至可能分化成卵子和精子细胞,从而为物种保护提供一条细胞生物学途径。方法:

  • 这些样本来自圣迭戈动物园保护研究所的一个名为“冷冻动物园”的储存库,其中保存着来自800个物种的8600只动物的细胞。

  • 研究人员使用实验室培养的病毒,将四种已被证明能使人类细胞恢复到多能状态的基因,导入北白犀牛脸颊 the drill(非洲最濒危的哺乳动物之一)的皮肤细胞中。

  • 几周后,一小部分细胞变成了多能干细胞,细胞表面出现了研究人员可以识别的标记。

背景信息

  • 当保护栖息地的方法在野外失败时,保护主义者会尝试通过圈养繁殖计划来维持物种的生存。然而,许多动物在圈养环境下难以生存,它们要么不交配,要么不照顾后代。当圈养繁殖也失败时,科学家们就开始进行像这项研究这样的项目,探索干细胞或基因技术是否能帮助挽救物种的残余。

  • 世界上仅剩下七只北白犀牛——两雌五雄;它们全部被圈养,自2000年以来再无后代。脸颊 the drill 被在其生活的小片非洲地区作为野味捕猎,而圈养繁殖的尝试受到圈养种群中普遍存在的糖尿病的阻碍,这或许是因为该种群仅由少数个体建立。作者写道,对于这些物种,“需要采取非同寻常的措施来防止灭绝。”

未来展望

  • 生物学家希望能够从这些干细胞中制造精子和卵子(即配子),以期创造出可以植入相同或不同物种代孕母体内的胚胎。利用干细胞制造配子是当前一个活跃的研究领域——最近,日本科学家宣布了第一只由这种细胞诞生的动物,是一只小鼠——但距离建立此类程序还有很长的路要走。

  • 如果干细胞能够被培养成胰腺细胞,替代脸颊 the drill 出现功能障碍的胰腺细胞,那么它们也可以帮助缓解圈养脸颊 the drill 种群的糖尿病。

  • 然而,即使这项技术最终有助于培育新的犀牛和脸颊 the drill 幼崽,它也无法抹去由于栖息地丧失和捕猎导致绝大多数这些物种已经死亡的事实。曾经存在的许多遗传多样性已经丧失,动物们曾经拥有的任何文化传承也已消失,圈养繁殖项目将继续受到这种损失的影响。最好的保护方法仍然是保护栖息地。

参考:Ben-Nun et al. Induced pluripotent stem cells from highly endangered species. Nature Methods (2011年9月4日), doi:10.1038/nmeth.1706

(经由 New Scientist)

)

图片由Ikiwaner / Wikimedia Commons提供

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