在生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域，一項(xiàng)重大突破震撼了世界——科學(xué)家成功培育出世界首例體細(xì)胞克隆猴。有這樣一群科學(xué)家，他們與猴為伴長達(dá)九年，在這漫長的歲月里，無數(shù)個(gè)日夜都投身于科研工作。體細(xì)胞克隆猴的誕生并非易事，它面臨著諸多技術(shù)難題和挑戰(zhàn)。此前，克隆技術(shù)在其他物種上雖有進(jìn)展，但在靈長類動物克隆方面一直停滯不前。而此次科學(xué)家們憑借堅(jiān)韌不拔的毅力和精湛的科研技術(shù)，成功攻克難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了零的突破。這一成果不僅為人類深入了解自身及生命奧秘打開了新窗口，也將在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等多領(lǐng)域引發(fā)深遠(yuǎn)影響。
出品："格致論道講壇"公眾號（ID：SELFtalks）
以下內(nèi)容為中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員孫強(qiáng)演講實(shí)錄：
大家好，我是來自中科院神經(jīng)所的孫強(qiáng)，我今天跟大家分享的是我在科研過程中的一些故事。我的題目叫與猴為伴的這些年。
在講猴子之前，大家先看一下這些熟悉的動物。這些動物，我們給它統(tǒng)一命名叫實(shí)驗(yàn)動物，比如大家都知道的小白鼠。那為什么要做實(shí)驗(yàn)動物呢？
舉一個(gè)簡單的例子，我們生病了都會吃藥，然而很多藥不一定有效，還可能存在安全性的問題、毒性的問題，因此不能用人做實(shí)驗(yàn)，要先用實(shí)驗(yàn)動物去做篩選工作。通過在它們身上做實(shí)驗(yàn)，最后篩選出可以給人用的藥。
同時(shí)，我們需要把實(shí)驗(yàn)動物做得標(biāo)準(zhǔn)化。就像高考，不能一百個(gè)考生一百張考卷，我們一定要用同樣的“考卷”來考。所以我們希望把實(shí)驗(yàn)動物做得標(biāo)準(zhǔn)化，而且還需要這個(gè)“考題”有足夠的“難度”，能夠真正起到考核的作用，所以我們要對動物的基因進(jìn)行操作。
大家看到這張圖上，有小鼠、有大鼠、有羊、有兔子、有狗，還有牛。如果大家了解一點(diǎn)進(jìn)化論，就知道這些動物的進(jìn)化關(guān)系跟人類相對遠(yuǎn)一些，我們更希望用什么動物呢？用跟我們進(jìn)化關(guān)系更近的，比如猴子去做實(shí)驗(yàn)。
為什么列了這六種動物呢？因?yàn)椴┦慨厴I(yè)以前，這幾種動物我都接觸過。那我怎么就跟猴子結(jié)緣了呢？我是做輔助生殖和生殖技術(shù)的，多數(shù)人博士畢業(yè)以后，都會選擇出國留學(xué)做博士后，然后發(fā)兩篇好的paper，再去選一個(gè)好的工作。但是有一件事改變了我的選擇。
大家可能不認(rèn)識這只猴子，它叫安迪。2001年的時(shí)候，它出生了，這是全球第一個(gè)轉(zhuǎn)基因猴，它的誕生意味著人類可以對猴子進(jìn)行遺傳操縱了。也就是說，我們可以把猴子做得比較標(biāo)準(zhǔn)化，成為符合我們要求的特定“考生“的一個(gè)“考卷”，比如對特定疾病，我們可以做特定的模型。
這個(gè)技術(shù)出現(xiàn)后，當(dāng)時(shí)我想，中國（當(dāng)時(shí)）每年出口的猴子量大概3萬頭，是全球靈長類動物最大的出口國，說不定做猴子是個(gè)機(jī)會。所以在2004年，博士畢業(yè)前，我就選擇了這樣一個(gè)工作——去做猴子（模式猴）。
在講做猴子之前，先給大家看這張圖。這只猴子，它要比安迪年齡大，1984年出生的，它叫皮特瑞，是全球第一個(gè)試管猴，通過試管技術(shù)做出的猴。當(dāng)時(shí)看到這個(gè)信息，心里覺得很不爽，為什么？因?yàn)槊绹嗽?983年就做了這只猴（1983年開始做，1984年出生），而我決定做猴子的時(shí)候已經(jīng)是2004年了，20年過去了，我們國家還沒有試管猴的技術(shù)，我想，有這么難嗎？所以我在2005年7月博士畢業(yè)以后，沒有選擇出國，選擇了上山。
大家看到圖中的這座山，在云南省的西雙版納州，下邊這條河叫瀾滄江，右邊還有一個(gè)索道，索道就是上山的通路。我在山上經(jīng)常一待就是一周，就這樣，我在山上待了4年，一直待到2008年。
這是一個(gè)973國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，我接手的時(shí)候，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)執(zhí)行了一半。因?yàn)?001年轉(zhuǎn)基因猴技術(shù)體系已經(jīng)建立了，所以項(xiàng)目的目標(biāo)是希望做出轉(zhuǎn)基因猴。我是半途去的，所以給自己定的目標(biāo)是至少要做出試管猴，當(dāng)然了，如果能做出轉(zhuǎn)基因猴更好。
我記得非常清楚，在2007年立春的2月4號這天，我們就做出了中國第一只試管猴，之后又做了十幾只猴子，但是很遺憾，沒有一只是轉(zhuǎn)基因陽性的。這個(gè)項(xiàng)目結(jié)束以后，由于沒有資金的支持，我就從山上撤回來了。
回來以后，在上海待了半年多。猴子（轉(zhuǎn)基因猴）沒有做成功，也沒有發(fā)出好的文章，也不是海歸，工作的提升空間就變小了，所以猶豫了一段時(shí)間，甚至開始懷疑當(dāng)時(shí)的選擇是不是錯(cuò)了。
但很幸運(yùn)，一個(gè)機(jī)會出現(xiàn)了。中國科學(xué)院神經(jīng)所的蒲慕明先生找到我，讓我繼續(xù)做猴子。我很開心，因?yàn)槲乙呀?jīng)跟猴子分開那么久了。蒲先生說在上海重新開始，我說不要在上海重新開始，那太慢了，重新建一個(gè)猴子設(shè)施需要很長時(shí)間，所以我又選擇了進(jìn)島。
這是蘇州的太湖，大家都知道太湖方圓有800里，里邊有個(gè)西山島，上面有一個(gè)很大的猴場，有1萬多只猴子，所以我就又到島上去陪猴子了。
去太湖跟去西雙版納不同。當(dāng)時(shí)在西雙版納，我?guī)Я藥讉€(gè)學(xué)生去，還有合作方配合。但是太湖，因?yàn)槲蚁氚阉龅酶茫蜎Q定自己管所有的事，要自己負(fù)責(zé)所有的設(shè)施。
首先，要在島上租房。我們先租了一個(gè)類似北京四合院的地方（左圖），大概有13個(gè)房間，然后把我的人帶過去，在這里安家。左圖中穿黃衣服的是我的管家，穿白衣服的是在西雙版納的時(shí)候就跟我一起做試管猴的獸醫(yī)；右圖是當(dāng)時(shí)接近廢棄的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，我們也把它租了下來。開始付不起租金，所以就租了大概100多平的地方。
要做轉(zhuǎn)基因猴，首先要把猴子養(yǎng)好。為什么我們選這里？因?yàn)檫@里有很好的猴子設(shè)施。大家看左邊的圖，有3米的陽光可以射進(jìn)猴房。因?yàn)?strong>猴子是社群性動物，它需要陽光照射，才能保證維生素的吸收，它也需要大面積的空間，所以在接近30平米的空間里，我們一般養(yǎng)12到15只猴子。
既要猴子要養(yǎng)好，還要完成實(shí)驗(yàn)，我們要做的是輔助生殖實(shí)驗(yàn)。猴子的進(jìn)化跟人很近，比如在生殖內(nèi)分泌方面，猴子跟人是一樣的。特別是母猴，是有月經(jīng)周期的，月經(jīng)周期平均28天，有卵泡生長、排卵和黃體期，而且也是單胎生殖。
我們做輔助生殖實(shí)驗(yàn)，是希望拿到更多的卵母細(xì)胞，因此就要讓猴子超數(shù)排卵。超數(shù)排卵顯然不能在黃體期，黃體期給藥的話，卵是排不出來的，必須在卵泡生長期，也就是它月經(jīng)來了以后，開始給它注射激素，然后到要排卵的時(shí)候，看見它排卵，再把卵取出來。
那么就有一個(gè)問題，我需要知道每只猴子的月經(jīng)周期，如果不知道的話，就沒辦法得到卵。猴子不會告訴我們什么時(shí)候來月經(jīng)，也不能去蒙，這就需要去看、去觀察。
如果把猴子養(yǎng)到這樣一個(gè)籠子里，我們做事就很舒服了。這個(gè)籠子有個(gè)拉桿，一拉就能把猴子拉過來，這樣就看得很容易。但是剛才講了，猴子是社群動物，這樣猴子會不滿意，它會抑郁，健康狀態(tài)也下降。那怎么辦呢？
在西雙版納山上的4年期間，我就思考過這個(gè)問題。在西雙版納我換了3批猴子，每批大概做半年左右就不行了，廠家很負(fù)責(zé)地給我換。但是我的資金有限，我必須把每個(gè)猴子都用好。我們知道猴子很聰明，所以我就要求我的獸醫(yī)要跟它做朋友。當(dāng)然了，不是簡單做朋友，而是要跟猴子長時(shí)間待在一起，教會它做事。
這里有個(gè)視頻，就是我們怎么看猴子的月經(jīng)。這是2011年來到我這里工作的獸醫(yī)，叫聶艷紅。她來的時(shí)候還是實(shí)習(xí)，在這個(gè)猴房待了三年以后，她就可以很容易地讓這十幾只猴子聽她的話。
比如要看猴子的月經(jīng)，她給猴子一個(gè)指令，好多猴子就會停在那里，讓她去做這件事，這樣就解決了大問題。現(xiàn)在我們島上a大概有1000多只猴子，每年看猴子的月經(jīng)累計(jì)要看5萬多次。
我們還要給猴子打針，就是給它注入激素，也要在這里完成。不能把它放單籠里，因?yàn)樗慕】禒顟B(tài)會下降。另外猴子平時(shí)會生病，比如腹瀉、肺炎或者咬傷，我們都要處理，熟悉以后其實(shí)也很easy。
這是我的另一個(gè)獸醫(yī)。這只猴子生病了，獸醫(yī)要去給它打一針，不用去追它，只要給它一些指令，它就停在這里了。每次猴子超排，從月經(jīng)來的第一天開始，一般要打12天，一天打2針。
就這樣，我們養(yǎng)好了猴子。動物好是基礎(chǔ)，基礎(chǔ)好了，我們還要做事，做事得先搭臺子。
我們租的是廢舊設(shè)施，留下好多猴籠，為了節(jié)約資金，我就繼續(xù)用舊的猴籠。但是有些猴子不老實(shí)，比如一些懷孕的猴子，它們有時(shí)候會把籠子給拆掉。籠子壞掉了，猴子就跑掉了，這是很麻煩的事情。
如果讓廠家來幫忙維修，廠家經(jīng)常反應(yīng)很慢，要等兩三個(gè)月。所以后來我就招了一個(gè)會做電焊的小伙子，給他買了電焊機(jī)，一旦有問題他就可以馬上處理。不但如此，我們的實(shí)驗(yàn)室也是自己裝修粉刷的，車篷也是我們自己修的，大家都以我們的平臺為家，自己弄。
平臺搭建好了，就要做出真正的模型，給藥物研發(fā)出“考卷”。舉一個(gè)例子，實(shí)驗(yàn)期間我們做了這樣一個(gè)模型：把一個(gè)孤獨(dú)癥相關(guān)的基因轉(zhuǎn)到猴子里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分猴子出現(xiàn)了這種情況：猴子總是繞一個(gè)方向這樣轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，就像圖中顯示的這樣。
我們知道患有孤獨(dú)癥的小孩會有刻板行為和社交障礙，猴子也是一樣。把兩個(gè)猴子放在一起， 正常的猴子會很開心，它們會聊聊天或者做個(gè)游戲。但是把我們這兩個(gè)轉(zhuǎn)基因猴放在一起，它們互相不理睬，都躲到角落里。
這項(xiàng)工作我們2011年就做出來了，經(jīng)過一系列的行為學(xué)表型分析，得到了它的F1代。《自然》雜志接受了我們的文章，這項(xiàng)工作也獲得了2016年中國的十大科學(xué)進(jìn)展獎。
我們還做了很多其他動物模型，但是發(fā)現(xiàn)了一些問題：用前面的方法做的猴子，由于基因型不一致，不能做復(fù)雜操作。假設(shè)猴子是一張“考卷”，我不能在它身上出很復(fù)雜的題，比如同時(shí)改變好幾個(gè)基因，改變3個(gè)或4個(gè)基因，這點(diǎn)做不到，因?yàn)樵谂咛W(xué)上效率低，而且猴子的遺傳背景也不一致。
如果大家有一點(diǎn)生物學(xué)背景的話，就知道小白鼠是可以通過連續(xù)20代近交，得到近交系，近交以后遺傳背景是一致的。小鼠的繁殖周期大概是半年，連續(xù)20代也就頂多10年時(shí)間，而且這件事在上個(gè)世紀(jì)初就做完了。但猴子的繁殖周期、性成熟時(shí)間、傳代時(shí)間要5年，做20代就要100年，我相信這樣做的話，沒人能做得成。
所以，我雖然能出“考卷”，但是這個(gè)“考卷”并不能真正把我想要的東西“考”出來，也就是說這個(gè)“考卷”出得太簡單了，不能做成模型。那么，有沒有辦法能做成模型呢？有，就是通過克隆。
我給大家介紹一下克隆的過程。大家看上面這張圖，我們先從紅色的猴A取出體細(xì)胞，再從藍(lán)色的猴B取出卵母細(xì)胞，然后把卵母細(xì)胞的核去掉，核是遺傳物質(zhì)，把遺傳物質(zhì)拿掉，把體細(xì)胞跟卵母細(xì)胞放到一起，然后把它激活，變成一個(gè)胚胎，移到橙色的猴C，最后生出一只猴子，它就是猴A的克隆。
1997年第一個(gè)克隆哺乳動物的“報(bào)道”，就是克隆羊多莉。那為什么克隆可以解決上述問題？因?yàn)橥ㄟ^克隆我可以在體細(xì)胞上做遺傳操作，細(xì)胞可以在體外無限增值，我可以拿到106、107……很多很多的細(xì)胞。
我們對來自猴A的體細(xì)胞進(jìn)行體外基因編輯，成為單個(gè)細(xì)胞，拿這個(gè)細(xì)胞再去克隆的話，生出的猴子就帶有這個(gè)基因。
最關(guān)鍵的一點(diǎn)，剛才說了，猴子有一個(gè)大問題，就是它的傳代時(shí)間在5年以上。比如我出一張“考卷”想快速“復(fù)印”給很多人去用，給藥廠做藥物篩選，可以用猴子做模型，但是要等五年才能把這猴子“復(fù)印”出來，這樣的效率，做生物學(xué)是等不起的。
那有沒有快速“復(fù)印”的辦法？我們知道猴子的懷孕期是160天，也就是說160天我能拿到一個(gè)帶有遺傳操縱的克隆猴。如果連續(xù)做，一年內(nèi)我就有可能拿到很多這樣的克隆猴，而且這些猴子的遺傳背景是一致的，都來自這個(gè)體細(xì)胞的猴A，它的基因型也是一致的。
這樣就完全解決了我前面說的那些問題，這個(gè)“考卷”是好用的，而且能夠快速拿到很多“考卷”去給大家用。但是這件事要做成，首先就是要能做克隆猴，做克隆猴有點(diǎn)難。
1997年克隆羊多莉誕生后，有二十幾種哺乳動物都克隆出來了，大家會想，那猴子有沒有人在做？其實(shí)2002年就有人做，到2003年的時(shí)候，美國匹茲堡大學(xué)的杰瑞·沙騰教授也費(fèi)了很大勁兒在做這件事。美國有八大靈長類中心是國家支持的，其中最早的靈長類中心叫俄勒岡靈長類中心，大概有7000多只猴子在那里存著。杰瑞·沙騰教授依靠著靈長類中心，曾經(jīng)一次性做了700多個(gè)卵，然后移植到30多個(gè)猴子體內(nèi)，最后都沒生，他當(dāng)時(shí)很失望。
于是杰瑞·沙騰教授得出一個(gè)結(jié)論，就是用現(xiàn)有的方法做不出體細(xì)胞克隆猴。為什么？大家看上圖，圖B是細(xì)胞分裂的時(shí)候形成的一個(gè)好的紡錘體。杰瑞·沙騰教授發(fā)現(xiàn)，克隆猴的胚胎在做核移植的時(shí)候，會把形成紡錘體的關(guān)鍵蛋白去掉，導(dǎo)致紡錘體不能成形，細(xì)胞就不能正常分裂，這樣胚胎也不能發(fā)育，所以他覺得肯定做不成了，他把相關(guān)paper也發(fā)到《Science》了。
之后，俄勒岡靈長類中心的另一位教授——米塔利波夫，他不服，他覺得這可能是技術(shù)問題，要去解決。所以他一直堅(jiān)持在做，發(fā)了很多文章。2007年的時(shí)候，他接受一個(gè)雜志的采訪，說他已經(jīng)用了15000枚卵來做這個(gè)猴子。到2010年的時(shí)候，他發(fā)了一篇paper，就是把克隆胚胎移到10個(gè)猴子體內(nèi)，但是只有1只懷孕，但是懷孕到81天，這個(gè)猴子流產(chǎn)了。
我剛才說了，猴子懷孕期是160天，81天代表什么？代表路程已經(jīng)走了一半。2012年我們啟動這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，蒲先生對我說：“米塔利波夫已經(jīng)把這條路的前一半走完了，我們要把后一半走過去。”但是后一半有點(diǎn)難，最關(guān)鍵的是要能解決猴模式動物構(gòu)建中的一些問題。
我們知道小鼠多胎生，卵母細(xì)胞資源無限，因?yàn)樾∈蠛灭B(yǎng)，而且繁殖快。那家畜呢？家畜是我們的食物，它的卵巢就是我們吃肉的副產(chǎn)品，所以卵母細(xì)胞資源也很豐富。但是，我們知道猴子有月經(jīng)，它不像小鼠繁殖那么快，它的卵母細(xì)胞資源有限，所以我們不能去賭。
米塔利波夫用了15000枚卵都做不出來，15000枚是什么概念呢？2012年項(xiàng)目啟動的時(shí)候，我們大概有300多只猴子，都是可以超排的，把所有的猴子的所有周期都用上，都拿不到15000枚卵。所以我們要一步步地解決問題。
我們總共用了接近五年時(shí)間去解決這些問題，前邊都是失敗、失敗、失敗，最大的失敗出現(xiàn)在2017年的8月。大家可能知道，2017年年底的時(shí)候，我們的克隆猴中中、華華誕生了。其實(shí)在2017年8月的時(shí)候，我們就得到了兩只克隆猴，一只在140多天的時(shí)候生出來，活了三個(gè)小時(shí)，沒有肺呼吸，死掉了；另一只活了30個(gè)小時(shí)也死掉了。
那個(gè)時(shí)候我們的失望達(dá)到了極點(diǎn)，就像買彩票，彩票中獎號碼是10個(gè)，第1個(gè)號碼到第9個(gè)號碼都是對的，然后到第10個(gè)號碼突然錯(cuò)了。這種感覺讓人很失落。當(dāng)時(shí)我們團(tuán)隊(duì)只有三個(gè)人，就是管細(xì)胞的管家、第一作者劉真和我。太湖很大，我就帶他們到湖邊轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，散散心。
我跟他們說，我們要從失敗中走出來，我們已經(jīng)有很大的進(jìn)步了，因?yàn)楹镒右呀?jīng)到full-term（足月）了，不像米塔利波夫的只是一個(gè)流產(chǎn)的組織，我相信我們一定能做出來。2017年年底，我們終于成功做出了克隆猴。
我必須要介紹一下我們的獸醫(yī)團(tuán)隊(duì)。大家知道，人類和猴子在進(jìn)化上的共同的祖先曾經(jīng)生活在大草原上，而大草原上有很多猴子的天敵，所以猴子在生產(chǎn)的時(shí)候，都選擇后半夜，因?yàn)檫@樣在進(jìn)化上會有優(yōu)勢。如果它選擇白天生產(chǎn)，很可能被敵人、捕食者發(fā)現(xiàn)。
克隆猴也是這樣，經(jīng)常在后半夜生產(chǎn)，而且克隆猴經(jīng)常會難產(chǎn)。那怎么辦？猴子快臨產(chǎn)的時(shí)候，它也不會告訴我們。沒辦法，我們就只能發(fā)揮人力——獸醫(yī)進(jìn)行監(jiān)控。
在猴子臨產(chǎn)前的一個(gè)月，也就是130天左右的時(shí)候，我們把它放到紅外攝像機(jī)下，讓我們的獸醫(yī)24小時(shí)去看是否有臨產(chǎn)癥狀，一旦有臨產(chǎn)癥狀，就打電話給主獸醫(yī)，給猴子做助產(chǎn)或者剖腹產(chǎn)。
所以我要求我的獸醫(yī)電話不能斷電，不能靜音，還要24小時(shí)開機(jī)。猴子很有脾氣，它經(jīng)常后半夜響，所以獸醫(yī)經(jīng)常半夜起來。因?yàn)榻?jīng)常這樣半夜爬起來，所以有一天我們的獸醫(yī)發(fā)了個(gè)狀態(tài)，說半夜的電話鈴聲像一聲驚雷，他懷疑自己得了職業(yè)病。
但是這份工作是值得的。2017年11月27日，我們的第一只克隆猴，中中，在凌晨3點(diǎn)鐘剖腹產(chǎn)生出來了。12月5日第二只克隆猴，華華，在半夜11點(diǎn)多剖腹產(chǎn)生出來了。上面這個(gè)照片就是中中和華華。
這里有個(gè)視頻，是2018年五月底，克隆猴中中華華半歲的時(shí)候拍的，它們剛剛斷奶。我們把它們跟兩只普通的食蟹猴放到一起群養(yǎng)。
從毛色上看，兩個(gè)毛色有點(diǎn)泛黃的是克隆猴。但從外表很難分清哪個(gè)是中中，哪個(gè)是華華，我也要根據(jù)它們的行為狀態(tài)來區(qū)分。大家看視頻，中中喜歡做一個(gè)動作，就是抱著它的小伙伴，而且它非常喜歡做這個(gè)動作，這是它的標(biāo)志性動作。
真的很幸運(yùn)，我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過努力，終于把克隆猴突破了，但我覺得這只是個(gè)新起點(diǎn)，我們希望在這個(gè)基礎(chǔ)上能做更好的模式動物。
最后，我要首先感謝蒲先生，當(dāng)我在西雙版納做猴子做不下去的時(shí)候，他給了我一次機(jī)會，并且在這九年一直支持我。也感謝我團(tuán)隊(duì)的核心劉真，他在博士畢業(yè)的時(shí)候發(fā)了《Nature》文章，本可以去找更好的工作，但他繼續(xù)在我這里堅(jiān)守。還有我的管家蔡毅君，包括剛才我說的得了職業(yè)病的獸醫(yī)，以及我的團(tuán)隊(duì)。
我還要感謝一下我的家人，因?yàn)檫@些年跟猴子在一起的時(shí)間，比跟他們在一起的時(shí)間都多。謝謝大家。
“格致論道”，原稱“SELF格致論道”，是中國科學(xué)院全力推出的科學(xué)文化講壇，由中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心和中國科學(xué)院科學(xué)傳播局聯(lián)合主辦，中國科普博覽承辦。致力于非凡思想的跨界傳播，旨在以“格物致知”的精神探討科技、教育、生活、未來的發(fā)展。獲取更多信息。本文出品自“格致論道講壇”公眾號（SELFtalks），轉(zhuǎn)載請注明公眾號出處，未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載。
