挑战生物学：中国科学家用双父改造老鼠
挑战生物学：中国科学家用双父改造老鼠
研究人员通过修改印迹基因创造了第一只双父系小鼠，这推动了生殖科学的发展，但面临着不育和低存活率等挑战。
图1：科学家通过修改印迹基因成功创建了双父系小鼠，克服了哺乳动物繁殖的关键障碍。虽然有些小鼠能活到成年，但它们存在发育缺陷，不育且寿命缩短，这凸显了应用该技术所面临的挑战。（图片来源：Stock image）
图2：精子衍生单倍体ESC中的印迹修饰。来源：Current Biology，Li et al。
据细胞出版社（Cell Press）2025年2月1日提供的消息，中国科学家成功培育出首只双父系小鼠，这一突破性研究发表在2025年1月28日的《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。研究团队来自中国科学院动物研究所、中国科学院干细胞与再生研究所、北京干细胞与再生医学研究所、中国科学院大学、中山大学、东北农业大学以及北京赛智生物科技有限公司。
研究团队通过精确修改与繁殖有关的关键基因，克服了哺乳动物单性繁殖的长期障碍。中国科学院的李伟研究员表示，这项工作将有助于解决干细胞和再生医学研究中的一些限制。共同通讯作者周琪研究员则指出，印迹基因的独特特征使科学家们相信它们是哺乳动物单性繁殖的根本障碍。
在早期尝试中，科学家们试图通过卵巢类器官从雄性多能干细胞中获得卵母细胞来制造双父系小鼠，但当同源染色体来自同性时，会出现印记异常，导致严重的发育缺陷。在这项研究中，研究人员使用多种技术修改了20个关键的印迹基因，包括移码突变、基因缺失和调控区编辑。他们发现，这些基因编辑不仅可以创造出有时能活到成年的双父系动物，而且还能产生更稳定的多能干细胞。
研究还指出，目前只有11.8%的存活胚胎能够发育到出生，且由于发育缺陷，并不是所有出生的幼崽都能活到成年。大多数活到成年的小鼠都改变了生长，缩短了寿命。此外，活到成年的老鼠是不育的，尽管它们确实表现出更高的克隆效率。
研究团队将继续研究如何修改印迹基因，以提高胚胎的发育潜力，并计划将实验方法扩展到包括猴子在内的大型动物身上。然而，他们也指出，这将需要相当多的时间和努力，因为猴子的印迹基因组合与老鼠有很大的不同。目前尚不清楚这项技术最终是否会应用于解决人类疾病。
本研究得到了中国科学院战略重点研究项目、中国国家自然科学基金以及中国国家重点研究发展计划的支持。