Hình ảnh cho thấy tín hiệu huỳnh quang màu xanh lá cây ở các bộ phận khác nhau trên cơ thể của một con khỉ chimera 3 ngày tuổi.Ảnh: Cell/Cao et al.

Bước đột phá trong nghiên cứu linh trưởng: Sự ra đời của loài vượn tinh tinh

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa công bố sự ra đời sống đầu tiên của một con khỉ chimera, một bước đột phá lớn trong nghiên cứu linh trưởng. Thành tựu này mở ra những chân trời mới cho việc tìm hiểu tính đa năng của tế bào gốc và có ý nghĩa quan trọng đối với kỹ thuật di truyền và nghiên cứu y sinh.

Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc lần đầu tiên đã báo cáo về sự ra đời của một con khỉ chứa tỷ lệ cao các tế bào có nguồn gốc từ dòng tế bào gốc khỉ. Con khỉ “chimeric” này bao gồm các tế bào có nguồn gốc từ hai phôi giống hệt nhau về mặt di truyền Phân loại Từ con khỉ. Điều này trước đây đã được chứng minh ở chuột nhắt, nhưng cho đến nay vẫn chưa thể thực hiện được ở các loài khác, kể cả các loài linh trưởng không phải con người. Chi tiết về nghiên cứu được công bố ngày 9 tháng 11 trên tạp chí tế bào.

Ý nghĩa đối với nghiên cứu đa năng và y sinh

Tác giả cao cấp Chen Liu của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cho biết: “Đây là mục tiêu được tìm kiếm từ lâu trong lĩnh vực này”. “Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa trong việc tìm hiểu tính đa năng ngây thơ ở các loài linh trưởng khác, bao gồm cả con người, mà còn có ý nghĩa thực tiễn liên quan đến kỹ thuật di truyền và bảo tồn loài. Cụ thể, công trình này có thể giúp chúng ta tạo ra các mô hình khỉ chính xác hơn để nghiên cứu các bệnh thần kinh cũng như các bệnh thần kinh.” nghiên cứu y sinh học khác.

Phương pháp nghiên cứu

Những con khỉ được sử dụng trong nghiên cứu là khỉ cynomolgus, còn được gọi là khỉ ăn cua hoặc khỉ đuôi dài, là loài linh trưởng phổ biến trong nghiên cứu y sinh. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã tạo ra 9 dòng tế bào gốc bằng cách sử dụng tế bào lấy từ phôi phôi nang 7 ngày tuổi. Sau đó, họ đặt các dòng tế bào này vào môi trường nuôi cấy để tăng cường khả năng biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau.

Họ đã thực hiện một số thử nghiệm khác nhau trên các tế bào để đảm bảo rằng chúng có tính đa năng, nghĩa là chúng có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào cần thiết để hình thành nên một động vật sống. Các tế bào gốc cũng được dán nhãn protein huỳnh quang màu xanh lá cây để các nhà nghiên cứu có thể xác định mô nào phát triển từ tế bào gốc nào mà động vật phát triển và sống sót.

Thế hệ khỉ tinh tinh thành công

Cuối cùng, các nhà khoa học đã chọn một tập hợp con tế bào gốc cụ thể để tiêm vào phôi dâu tằm giai đoạn đầu của khỉ (phôi từ 4 đến 5 ngày tuổi). Phôi được cấy vào khỉ cái, dẫn đến 12 lần mang thai và 6 lần sinh sống.

Một phân tích đã xác nhận rằng một con khỉ được sinh ra còn sống và một bào thai khác bị phá thai phần lớn là sinh hóa, chứa các tế bào được phát triển từ tế bào gốc trên khắp cơ thể chúng. Cả hai đều là nam giới. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất đánh dấu protein huỳnh quang màu xanh lá cây để xác định các mô chứa tế bào có nguồn gốc từ tế bào gốc được tiêm.

Họ cũng sử dụng trình tự gen và các xét nghiệm khác để xác nhận sự hiện diện của các mô có nguồn gốc từ tế bào gốc trên các cơ quan khác nhau. Các loại mô họ thử nghiệm có chứa tế bào có nguồn gốc từ tế bào gốc bao gồm não, tim, thận, gan và đường tiêu hóa. Ở khỉ sống, sự đóng góp của tế bào gốc vào các loại mô khác nhau dao động từ 21% đến 92%, trung bình là 67% trên 26 loại mô khác nhau được thử nghiệm. Con số này thấp hơn ở bào thai khỉ.

Ở cả hai loài động vật, họ cũng xác nhận sự hiện diện của các tế bào có nguồn gốc từ tế bào gốc trong tinh hoàn và trong các tế bào mà cuối cùng phát triển thành tế bào tinh trùng.

Xu hướng và cải tiến trong tương lai

“Trong nghiên cứu này, chúng tôi cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng tế bào gốc đa năng của khỉ ngây thơ có khả năng biệt hóa trong cơ thể sống Đồng tác giả Miguel Esteban của BGI Research và CAS cho biết: “Trong tất cả các mô khác nhau tạo nên cơ thể khỉ”. “Nghiên cứu này giúp chúng tôi hiểu sâu hơn về tiềm năng phát triển của tế bào gốc đa năng ở các loài linh trưởng.”

Đồng tác giả Qiang Sun từ CAS cho biết thêm: “Công trình này giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về tính đa năng ngây thơ trong các tế bào linh trưởng”. “Trong tương lai, chúng tôi sẽ cố gắng nâng cao hiệu quả của phương pháp sản xuất khỉ tinh tinh này bằng cách cải thiện các điều kiện nuôi cấy tế bào gốc, nuôi cấy phôi nang nơi đưa tế bào gốc vào hoặc cả hai.”

Các nhà nghiên cứu cũng có kế hoạch khám phá sâu hơn các cơ chế đằng sau sự sống sót của phôi ở vật chủ là động vật mà họ cho rằng sẽ giúp cải thiện hiệu quả của việc tạo ra chimera.

Tham khảo: “Sự ra đời sống của một con khỉ tinh tinh với sự đóng góp cao của tế bào gốc phôi” của Jing Cao, Wenjuan Li, Jie Li, Md. Abdul-Mazid, Chunyang Li, Yu Jiang, Wenqi Jia, Liang Wu, Zhaodi Liao, Xu Sun, Bài Weixiang, Jieqiang Fu, Yan Wang, Yong Lu, Yuting Xu, Yanhong Ni, Xinyan Bian, Changshan Gao, Xiaotong Zhang, Liansheng Zhang, Xinxin Zhang, Yunban Li, Lixin Fu, Hao Liu, Junjian Lai, Yang Wang, Yu Yuan , Shen Jin, Yan Li, Quanyu Liu, Yue Lai, Xueyang Shi, Patrick H. Maxwell, Xun Xu, Longqi Liu, Muming Bo, Xiaolong Wang, Qiang Sun, Miguel A. Esteban và Chen Liu, ngày 9 tháng 11 năm 2023, tế bào.
doi: 10.1016/j.cell.2023.10.005

Công trình này được tài trợ bởi Chương trình nghiên cứu và phát triển trọng điểm quốc gia của Trung Quốc, Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc, Dự án khoa học và công nghệ trọng điểm của thành phố Thượng Hải, Chương trình nghiên cứu ưu tiên chiến lược của Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc và Khoa học biên giới Chương trình nghiên cứu cơ bản. Từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Chương trình Trọng điểm Quốc gia về Đổi mới Khoa học và Công nghệ 2030 và Dự án Nghiên cứu Cơ bản Thâm Quyến dành cho các nhà nghiên cứu trẻ xuất sắc.