长“人脑”的猴子：猴脑注入800万个人脑细胞是谁研究的？

1. 长“人脑”的猴子：猴脑注入800万个人脑细胞是谁研究的？

几年来，一组美国神经科学家正在加勒比海岛国圣基茨和尼维斯的圣基茨岛上一个实验基地中从事着一项秘密的研究，试图创造一些拥有部分人脑的灵长类动物。据悉，驻扎在圣基茨生物医学基金会的研究小组已经对一组小猴子进行了实验，每只猴子的脑内都被注入了800万个人类脑细胞。以前的实验显示，这些人类脑细胞将会和猴子的脑细胞结合在一起生长。
这一“人猴混血”实验的负责人是美国耶鲁大学的尤金·雷蒙德博士和加利福尼亚“伯纳姆协会”干细胞研究中心主任埃文·辛德教授，他们从事这一“人猴混血”研究，目的是为了研究人类脑细胞和运动神经元的秘密，从而找到医治帕金森病的方法。
“人猴混血”实验负责人雷蒙德博士强调称，所有用于实验的猴子的大脑都只拥有一小部分的人类脑细胞。雷蒙德道：“我们最多只向猴子的大脑中注进了800万个人类脑细胞，而猴子大脑拥有200亿～400亿个脑细胞，因此800万个人类脑细胞只是九牛一毛，远远不足以影响猴子的大脑特性。”雷蒙德博士的同事辛德教授也称，用于实验的猴子绝不会变得像人类一样聪明，辛德教授道：“我敢担保，即使你发现一只拥有绝大部分人类脑细胞的猴子，那它也绝不会因此聪明得能够像莎士比亚一样写剧本。”

2. 外国研究员发现：人类大脑基因促使猴子长出更大的大脑

外国科学家发现HTLV-1病毒诱导炎症和癌症的新机制平滑肌细胞中Nrk之表现具有减缓发炎与血管内膜增生之功能Nature：中风引起的脑血管异常与肠道细菌有关据国外统计，新冠病毒的感染可能受到自身血型而有所影响   人类大脑在进化过程中的扩张，特别是新大脑皮层的扩张，与诸如推理和语言等认知能力有关。有一种叫做ARHGAP11B的基因，只在人类身上表达，它能触发大脑干细胞形成更多的干细胞，这是大脑更大的先决条件。过去的研究表明，当ARHGAP11B在小鼠和雪貂体内表达到非生理上的高水平时，会导致新大脑皮层的扩张，但它与灵长类进化的相关性尚不清楚。 
  马克斯普朗克研究所分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)的研究员与日本川崎中央研究所实验动物(CIEA)和庆应义塾大学的同事合作发现，当狨猴体内的这个基因表达到人体生理水平时，会引起大脑皮层肿大。这表明ARHGAP11B基因可能在人类进化过程中导致了大脑皮层的扩张。
  人类新皮层是大脑皮层中进化最年轻的部分，比最亲密的人类黑猩猩大三倍，在进化过程中，它折叠成皱纹的程度增加了，以适应头骨的受限空间。科学家面临的一个关键问题是人类新皮层如何变得如此之大。 在2015年的一项研究中，MPI-CBG的创始负责人Wieland Huttner研究小组发现，在人类特异性基因ARHGAP11B的影响下，小鼠胚胎产生了更多的神经祖细胞，甚至可以正常折叠 展开的新皮层。结果显示，ARHGAP11B基因在人类新皮层的进化扩展中起关键作用。
  穿过101天大的ARHGAP11B转基因mar猴胎儿的一个脑半球的切片的显微图像。(图源：Heide et al. / MPI-CBG)
   人类特异性基因的崛起 
   
  人类特异性基因ARHGAP11B产生于大约五百万年前，是遍及普遍存在的基因ARHGAP11A的部分复制。沿着导致尼安德特人、丹尼索瓦人和现在的人类的进化谱系进化而来，在这个谱系与黑猩猩分离后，形成了黑猩猩。研究小组在2016年的一项后续研究中，发现了令人惊讶的原因，为什么ARHGAP11B蛋白包含47种氨基酸序列，这些序列是人类特异性的，在ARHGAP11A蛋白中未发现，并且是ARHGAP11B增加能力所必需的脑干细胞。
  具体而言，在ARHGAP11B基因中发现的单个C到G碱基取代会导致ARHGAP11B信使RNA丢失55个核苷酸，这会导致阅读框发生移位，从而导致人类特异性，功能关键的47个氨基酸序列。这种碱基取代发生的时间可能晚于大约500万年前出现的时间。这种点突变并不罕见，但是在ARHGAP11B的情况下，其形成更大大脑的优势似乎立即影响了人类的进化。
   基因存在猴子身上的影响 
  但是，到目前为止，尚不清楚人类特异性基因ARHGAP11B是否还会在非人类灵长类动物中引起新皮层增大。为了对此进行研究，Wieland Huttner小组的研究人员与位于日本川崎市的中央实验动物研究所（CIEA）的Erika Sasaki和位于东京的庆应大学的冈野秀幸（Hideyuki Okano）合作，他们都是日本的先驱。 产生转基因非人类灵长类动物的技术。该研究的第一作者，博士后迈克尔·海德（Michael Heide）前往日本，与他们的同事直接进行现场合作。
  他们产生了转基因的普通mar猴，即新世界猴，在发育中的新皮层中表达了人类特异性基因ARHGAP11B，而通常他们没有这种基因。日本在动物研究和动物福利方面的道德标准和法规与德国类似。在日本获得了101天大的mar猴胎儿（正常出生日期前50天）的大脑，并出口到德累斯顿的MPI-CBG进行详细分析。
  Michael Heide表示，我们确实发现，普通绒猴的大脑皮层被扩大，大脑表面被折叠。它的皮质板也比正常的厚。此外，我们可以看到心室外下区基底桡神经胶质祖细胞的数量增加，以及上层神经元的数量增加，这种神经元类型在灵长类动物进化过程中增加。”研究人员现在有功能证据表明，ARHGAP11B导致了灵长类动物新大脑皮层的扩张。
  野生型（正常）和ARHGAP11B转基因胎儿（101天）是mo猴的大脑。(图源：Heide et al. / MPI-CBG)
   道德考量 
  负责这项研究的Wieland Huttner表示：「我们的分析仅限于mar猴胎儿，因为我们预期该人类特异性基因的表达会影响natal猴新皮层的发育。鉴于对产后的潜在不可预见的后果脑功能方面，我们认为从道德的角度出发，首先确定ARHGAP11B对胎儿mar猴新皮层发育的影响是先决条件，也是必需的。」
  研究人员得出的结论是，这些结果表明，人类特异性ARHGAP11B基因可能在人类进化过程中引起了新皮层扩张。