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“克隆猴子的父亲”详细解释了瓶颈：目标是将猴子体细胞克隆的成功率提高到10以上。

世界上第一对躯体克隆的猴子“中间中间”（左）和“ huahua”（右）。中国科学院脑科学与智能技术中心提供的照片

[编辑注]在上海科学技术委员会的资助下（项目编号：22DZ2304300），该论文共同进行了有关获得国家和上海科学技术奖的成就的流行科学报告。

该报告围绕2022年上海自然科学一等奖项目“非人类灵长类动物的建设”。这项研究是由Sun Qiang，Liu Zhen，Qiu Zilong和Zhang Hongjun，中国科学院脑科学与智能技术中心的研究人员完成的。

“捡起头发，吹出一万猴！” Sun Wukong在《世界科学》中的这种能力生动地表明了“克隆”是什么。

克隆通常被理解为“复制”，就像复制“一个或一个完全相同的个体和单位”。

这与“龙出生的九个儿子”完全不同：克隆跳过了两性的生殖过程，还跳过了可能发生在前者中可能发生的“组合”或遗传物质的突变。

在2017年底，世界一流的成就：世界上第一个体细胞克隆的猴子出生于中国。随后在2018年1月25日在国际学术杂志《西游记》（牢房）上在线发表了相关论文。该新闻点燃了当时的整个学术圈和科学研究圈。

此前，在数十年的努力之后，世界各地的科学家未能克服非人类灵长类动物的体细胞克隆问题。

直到两个躯体克隆“方宗”和“ huahua”之前出生于中国科学家的手中。

这一技术突破意味着人类可以使用克隆猴子技术来揭示更多生命科学的奥秘，例如灵长类动物，大脑的发展以及与许多疾病有关的问题。

但是即使在今天，克隆猴子技术仍然存在瓶颈，成功率仍然不高。

最近，中国科学院脑科学与智能技术中心非人类灵长类动物研究平台的研究员Sun Qiang接受了对记者的独家访谈。

“我们的克隆猴子的目标是更好地构建非人类灵长类动物的动物。” Sun Qiang说，“模式动物”的“模式”是什么？就像在一个模具中雕刻一样。

为什么需要克隆猴子？

克隆猴子出生之前，还将猴子用于诸如转基因或药物测试之类的研究中。但是这些猴子都是由受精卵发展而来的。

Sun Qiang说：“但它的一个问题是它们的基因型不同，每个猴子之间的遗传背景都不同。”

“举另一个例子。例如，如果您使用考试来筛选一群学生，我们必须给这些学生使用相同的测试纸，对吗？否则，有100个人会参加考试，有100张不同的测试纸。您如何评估谁具有较高的水平，谁具有较低的水平？我们是正确的？我们的药物是好的，无论您是好的，您都必须使用相同的测试人员来评估这些方法。这些“测试论文”是在筛选药物的猴子模型，例如基因编辑和转基因猴子，如果它们的基因型不同，那么病原基因可能具有不同的表达水平，并且遗传背景具有影响。

克隆的猴子几乎提供了一个完美的模型。猴子是灵长类动物，是生命进化中最接近人类的动物。

“例如，如果我有一组具有突变的猴子，则所有其他背景都是相同的，但是基因A存在差异A。如果与对照相比，药物可以缓解突变引起的症状，那么可以证实该药物是正确的。”太阳昆说。

除了测试药物外，基于这种几乎完美的动物模型，人们还可以开发新药并探索生命科学中更未知的领域。

实际上，“克隆”无处不在。植物的无性繁殖，例如插条，嫁接，落叶生根等，都是“克隆的”。

人类还开始很早地尝试克隆各种动物。但是，非人类灵长类动物（例如猴子）的克隆始终是一个困难的问题。

早在20世纪初期，德国动物学家和实验性胚胎学的先驱汉斯·斯佩曼（Hans Spemann）就使用胚胎师技术克隆了sal。

当然，在探索的早期阶段，胚胎分割技术是一项技术。它的效率非常低，因此它并未成为动物克隆领域的主要方向。孙齐安说：“您可能会在两个细胞阶段或四细胞阶段分裂，最多可以隔离4个单元。如果所有细胞都会被隔离。如果所有细胞都成为个人，那么您最多将成为最多4个人。但是，实际上，有时候，有时会在四细胞阶段出生，在四细胞阶段中，胚胎级别的克隆中的克隆人数限制为现在。目前有限的克隆。

因此，现代动物克隆技术的主流是“核移植”，尤其是体细胞核移植——，用另一个核代替卵母细胞（卵细胞）。由于胚胎细胞数量的局限性，体细胞是核源的更好来源。结果是细胞核对应于克隆后代的小生命。

1928年，精子试图将sal骨细胞的核转移到卵细胞上。尽管它没有成功克隆到最后，但它是“成核转移”的第一个实践。

1962年，英国牛津大学的科学家约翰·古顿（John Gurdon）将爪诺乱的肠上皮细胞的核移植到青蛙卵细胞和培养的tadpoles中。其实验的成功率仅为2。

1996年，克隆的多莉（Dolly）诞生了。有了277次核移植，只产生了29个胚胎，只有多里（Dorry）足够幸运地出生，这种成功率低于Xenopus的2。但是，杜利的诞生打破了刻板印象，即“哺乳动物的体细胞无法区分”。

随后，已经实现了动物（例如猪，牛和狗）的体细胞核移植克隆。

但是克隆的猴子被“击败”。

克隆猴子不仅用于克隆猴子。研究小组负责人院士PU Muming在克隆猴子的诞生开始时说：克隆的猴子没有为好奇心，克隆人而做好准备，而是为建立非人类灵长类动物疾病的动物模型，为研究人类疾病机制和药物开发带来了希望。

Sun Qiang是中国科学院脑科学与智能技术中心非人类灵长类动物研究平台的研究员。

尤古的“核转移”和克隆猴子的瓶颈

人为地体外建造活体有多困难？

生命的繁殖过程太复杂了。

“面临太多挑战！” Sun Qiang说：“不用说，饲养猴子是直接从胚胎中培养老鼠，而不依靠任何母亲。这是一件非常令人震惊的事情，这意味着可以在体外培养（哺乳动物）生命，这是真正的试管。”

他说：“目前，尚未完全理解早期胚胎的所有发展。子宫如何确保胎儿营养，器官如何区分子宫以及是什么引起器官的对称发展……有太多没有回答的问题。” “如果没有子宫，这是不可能做的。你如何模拟子宫的环境？毕竟，母亲怀孕150天或更长时间，当它们接近出生时，所有的器官都已经发展出来，但是很难真正从肥料的鸡蛋和牢房中真正成为一种完整的文化和发展。

因此，要克隆猴子，我们仍然必须“借用腹部”：依靠卵母细胞来构建重组细胞，激活并将其移植到替代猴子的子宫中，然后等待交付。

Sun Qiang介绍了2003年，匹兹堡大学的教授Gerald Schatten依靠美国的俄勒冈灵长类动物中心一次产生700多个鸡蛋，然后将它们移植到30多只猴子中，但最终并不出生。当时他非常失望。俄勒冈灵长类动物中心的另一位教授Shoukhrat Mitalipov认为这可能是一个技术问题。 2007年，他接受了一本杂志的采访，说他已经用15,000个鸡蛋克隆了猴子。到2010年，他发表了一篇论文，该论文将克隆的胚胎转移到10只猴子中，但只有一只怀孕，直到怀孕81天，猴子才流产。

“我们花了近五年的时间来解决这些问题。第一个是失败，失败，失败，失败和失败。最大的失败发生在2017年8月。”八月，我们得到了两个克隆的猴子。一个在超过140天内出生，活了三个小时，没有肺呼吸，死了；另一个人活了30个小时，死了。那时，我们的失望达到了极端，就像买了彩票一样，就像买了彩票一样。彩票的胜利数量为10，当时是ninth的第一个数字，当时是正确的，突然是第10个数字。

他们从失败中脱颖而出，并最终成功地在2017年底成功地成为了世界上第一个躯体克隆的猴子。

Sun Qiang介绍了：“实际上，因为体细胞很小。猴子的卵母细胞的直径为110微米，非常大，并且体细胞的直径大约是十二微米。我们没有将细胞核。我们不服用细胞，并且很少有细胞和线粒体。我们直接融合了整个细胞。 Huahua细胞接近20，“中间中间”约为3。

“现在的问题是，克隆效率仍然很低。猴子体细胞的流行病学重建机制以及早期胚胎的表观遗传变化尚不清楚。我认为，最重要的是分析猴子的表观遗传机制，在此基础上清楚地提高了猴子的效率。我们可以真正提高细胞和希望级别的效率，而超过了当前和3的级别。

Sun Qiang说：“在2024年初，我们发表了一篇文章，即克隆Hanshe Monkeys时，我们解决了胎盘的发育问题。通过更换滋养细胞的替代，克隆胚胎移植的出生效率从2增加到9，超过四次。”

Sun Qiang说，克隆不是一个自然的发展过程，需要许多障碍才能破坏。通过这个克隆过程，人们可以理解早期胚胎发育的生物学机制，尤其是表观遗传学水平，这也是对生命的理解。

目前，Sun Qiang的团队正在使用多组学和测序方法来分析细胞基础的明显变化以及克隆时的样子，以观察各种调节过程的振荡。

科学研究的三个阶段：试管猴子，转基因猴子，克隆猴子.

“有人联系我，说他抚养的宠物狗还不够好。他可以克隆吗？中国有公司这样做。我在做什么是克隆猴子，但我不能克隆狗。”太阳昆说。

在演讲中，孙齐安（Sun Qiang）提到了他的研究过程的三个阶段：试管猴子，转基因猴子，克隆的猴子.

他说，他在云南省Xishuangbanna县兰开河河岸的一座山上工作了4年，一直待到2008年。

这是一个973国家密钥研发项目。当他接管时，该项目已被执行一半。由于通用汽车技术系统成立于2001年，因此该项目的目的是创建通用猴子。他走了一半，他的目标是至少要制造一个IVF猴子，如果他能够制作一只转基因的猴子，那会更好。

他非常清楚地记得，2007年2月4日，他们制作了中国的第一只试管猴，然后制作了十多只猴子，但不幸的是，它们都没有转基因生物阳性。项目结束后，由于缺乏财政支持，他退出了山。

返回后，我在上海呆了半年多。幸运的是，出现了机会。来自中国科学院神经病学研究所的老师在中国科学院的神经病学研究所找到了他，并要求他继续成为猴子。

这次是苏州台湾湖的Xishan岛，上面有一个大型猴子田。有10,000多只猴子，所以他去了岛上陪伴猴子。

在Sun Qiang的故事中，工作人员应该做的一件事是看猴子月经。岛上的实验室中大约有几百只猴子，他们每天都必须看到月经。每次猴子注射时，都有必要注射。从月经的第一天开始，通常需要12天，每天2次注射。

Sun Qiang介绍了几内亚猪已经连续20世代近交，并获得了近交系，遗传背景是一致的。小鼠的繁殖周期约为半年，连续20代只需10年。此事是在上个世纪初完成的。但是，猴子的繁殖周期，性成熟时间和通过时间需要5年，而20代则需要100年。 “没人能做到。”

这就是为什么人们需要克隆猴子：跳过杂交并缩短这100年的原因。

在世界上第一个体细胞克隆猴子成就新闻发布会上的报告中，孙齐安说，体细胞克隆中有四个节点：胚胎的构造，胚胎的激活，核基因组的启动以及植入后发育。除了无法控制的最后一个节点外，前三个节点可以干预。但是，每个节点都是“山”。

最初，其余的团队是兽医，而包括登鸡蛋在内的大多数精确的实验行动都是由Sun Qiang进行的。

根据《中国科学日报》的报道，即使在2010年的全国假期期间，孙齐安在下雨的夜晚发生了一场车祸，并发生了锁骨骨折。他忍受了严重的疼痛，并花了十天的时间在住院之前完成了原始的鸡蛋去除实验。在大多数情况下，大多数目标不值得以健康为代价，而是在这项杰出的研究中，Sun Qiang认为他必须这样做。

幸运的是，研究生Liu Zhen于2010年加入了Sun Qiang的团队，并于次年开始在岛上生活，并迅速成长为骨干。

根据公共媒体的报告，刘Zhen花了两年时间练*和优化胚胎建设过程。他开始练*鼠标卵母细胞，每天练*8至10个小时，并练*了将近三到四个月。后来，他转向了更困难的猴子细胞，练*——眼睛看着显微镜，双手手术，还完成了脚的操纵任务。到2014年底，Liu Zhen相关的实验操作技术非常完美。去除细胞核只需要10秒钟，并且注射也很短。目前，中国科学院脑科学和智能技术中心的非人类灵长类动物研究平台Liu Zhen除了熟练精通体细胞核移植的团队。

Sun Qiang说，只有出色的技术才能确保对卵母细胞的损害最小。

为了提高激活胚胎的成功率，Sun Qiang的团队还尝试了各种激活条件。一开始，他们使用了仅13胚泡速率的离子霉素+ 6-DMAP，然后用组蛋白乙酰酶抑制剂治疗，胚泡速率增加到16。在2014年发表的一篇论文中，他们用H3K9me3脱甲基酶KDM4处理了研究方法，胚泡率提高到45。

Sun Qiang的团队还尝试了来自不同来源的体细胞来构建胚胎。最后，他们发现成纤维细胞是最佳选择。他们还使用成纤维细胞核，成功克隆了“方宗”和“ huahua”。

孙齐安说：“追求真理并保持好奇心。”克隆的猴子“方宗”和“ huahua”只是一个起点。他希望在此基础上，我们可以制造更好的非人类灵长类动物动物。 “我也想感谢我的家人，因为多年来我一直在猴子和他们在一起。”