日本文部科學省24日通過東京大學一項引起極大關注的研究計畫──「人獸嵌合體胚胎」。這研究的目標是將人類「誘導性多功能幹細胞」植入動物受精卵、培養成「人獸嵌合體胚胎」後，再植入代孕的實驗豬隻體內，試圖培育出人體器官。
這聽起來似乎有些詭異，也有違背科學倫理道德的疑慮，不過日本研究團隊指出，他們旨在跨物種培育出可移植人體的人類器官，從而解決移植器官來源嚴重不足的難題。
#iPS 使いネズミの体内でヒトの臓器 #東大 の計画を了承https://t.co/QxfI2iAlEd
— 朝日新聞デジタル編集部 (@asahicom) July 25, 2019
東大医科学研究所の中内啓光特任教授らが計画。ヒトの膵臓などを作ることを目指す。国は「人と動物との境界があいまいな生物が生まれないように必要な措置をとる」などを条件に、指針を改正して研究を認めた。 #医療 pic.twitter.com/Ngg4qjNF5S
人、鼠、豬的跨物種合作，「人獸嵌合體胚胎」實驗
國際科學權威雜誌《自然》（Nature）26日報導，日本政府先前明確禁止培養含有人類細胞的動物胚胎超過14天（避免胚胎成形），也禁止把「人獸嵌合體（chimera）胚胎」植入代孕子宮內。今年3月，日本放寬相關規範，但仍禁止將「人獸嵌合體胚胎」移植至人類子宮。
東京大學的研究是日本解禁相關實驗規範後，首件通過申請的「人獸嵌合體胚胎」（日文稱「動物性集合胚」）研究項目，東大研究團隊將在下個月獲得官方正式批准並啟動研究，美國史丹佛大學（Stanford University）醫學團隊也有參與。許多國家都限制、停止資助甚至禁止這類有倫理灰色地帶的研究，例如美國國立衛生研究院（NIH）雖准許製造人獸嵌合胚胎，但在2015年已暫停資助國內所有相關研究。
Our final talk of #CamStemCell 2018 is delivered by Hiro Nakauchi from @stanford @StanfordMed. In his keynote presentation, Hiro asks if stable ex vivo haematopoietic stem cell expansion is a dream or reality... pic.twitter.com/Evr6pP5aAg
— Cambridge Stem Cell Institute (@SCICambridge) September 21, 2018
主導這項研究的東大幹細胞生物學專家中內啓光指出，經過10年的準備，他們終於有機會能深入探索這項領域。他計畫將人類「誘導性多功能幹細胞」（induced pluripotent stem cells，iPS cells）分別注入實驗小鼠（mouse）與大鼠（rat）胚胎內，培養出「人類器官」。iPS細胞可從人類血液或皮膚細胞中直接獲得，經過基因修改之後，它具有與胚胎幹細胞一樣分化為各類細胞的能力。
人類與小鼠的嵌合體胚胎預計需培養14.5天，所有器官才會成形；人類與大鼠的嵌合體胚胎則需培養15.5天。中内啓光表示，將會花費至少2年來進行這個研究階段，接著才會向政府申請准許將嵌合體胚胎植入豬隻體內，持續培養70天以上（豬隻懷孕期平均為114天），最終目標是──製造功能健全、可移植人體的人類胰臟器官。
移植医療 ｉＰＳ細胞から立体的臓器作製 「切り札」期待 安全面課題残る https://t.co/owV6ebfpML 今回の東京大の中内啓光特任教授らの研究は、人にそのまま移植できる膵臓などの立体的な臓器を持った動物を誕生させるという大胆な試みだ。
— gorinotsukudani (@gorinotsukudani) July 29, 2019
嵌合體的英文chimera，源自希臘神話中一種獅頭、羊身、蛇尾的吐火怪物「喀邁拉」，意指動物的兩顆受精卵融合成一個胚胎，成長為一個個體。
科學倫理道德疑慮：「人獸嵌合體」會有「人」的意識？
是的，中内啓光計劃植入胚胎的代孕動物為豬隻，他對外強調，研究團隊將會謹慎地、慢慢地進行研究，絕對不會躁進、妄想一蹴而成。然而，不只有公眾憂慮這項實驗的危險性，一些生物倫理學家也擔憂，人類iPS細胞除了在目標器官內生長，是否也會對胚胎大腦發育產生影響，導致嵌合體具有人的意識。
對此中内啓光回應，研究團隊最初就已經考慮到這點，「我們試著生成目標器官，人類iPS細胞只會分化為胰臟器官細胞」。培育嵌合體胚胎分為兩個階段。首先，利用基因編輯技術，刪除胚胎內形成器官的關鍵基因，創造遺傳「空位」；其次，把人類iPS細胞注入胚胎內，填補空位。
以中内啓光的研究來說，需要刪除的關鍵基因，就是胚胎內形成胰臟器官的基因，由於嵌合體胚胎缺乏胰臟遺傳基因，無法自己生成胰臟細胞，這時候人類iPS細胞就能代為分化胰臟細胞。
東大研究團隊2017年曾做過類似的實驗鼠研究，將小鼠iPS細胞注入大鼠胚胎內，形成「大小鼠嵌合體」，透過大鼠培養出「百分之百由小鼠細胞組成的胰臟器官」。這個健康的嵌合體小鼠胰臟，最後移植給另一隻患有糖尿病的小鼠，並有效控制住患病小鼠的血糖水準。
人ど動物の細胞が混ざった受精卵「動物性集合胚」を動物の胎内で育てることで人の細胞でできた臓器を持つ動物が育つ。
— Lab-On（ラボオン） (@LabOn_science) July 26, 2019
海外では臓器移植治療用として研究が進んでいます。
この度、文科相が東大のiPS研究を了承、8月下旬には東大が国内初の研究に着手する見通しです。https://t.co/4bW00ckK51
物種遺傳距離是關鍵！「人羊嵌合體」實驗失敗
不過讓人類幹細胞在動物體內生長又是另一回事，東大研究團隊2018年培養出「人羊嵌合體胚胎」，試圖生成人類胰臟器官，但經過28天的努力，嵌合體胚胎卻幾乎沒有分化出人類細胞，與像樣的人體胰臟器官。中内啓光表示，這有可能是因為，人與羊的遺傳距離（Genetic distance）還是太遠了。遺傳距離是指不同物種或同一物種之間的基因差異程度。
早在2017年即首次成功培育出「人豬嵌合體」胚胎的美國德州大學西南醫學中心（University of Texas Southwestern Medical Center）研究員吳軍則指出，跨物種的細胞之間會互相排斥，使用與人類遺傳距離較遠的物種，例如羊或豬，來培養「人獸嵌合體」是沒有意義的，因為人類細胞會在發育早期就從宿主胚胎內被消滅。
中内啓光指出，日本政府開放「人獸嵌合體」相關實驗，正好讓他能針對「人類細胞為何無法在宿主胚胎體內生成」進行研究，他將會利用iPS基因工程來找出，阻礙人類細胞在宿主胚胎體內生成的關鍵因素。
