20世纪末的电影《深海变种》中,科学家为研制抗老年痴呆症药物,以鲨鱼为实验对象,试图通过增大其脑容量来萃取脑蛋白,却导致鲨鱼智力飙升,引发灾难。这一科幻情节如今在实验室中有了现实版本:美国罗切斯特大学医学中心的研究人员将人类大脑细胞注入小鼠体内,发现这些小鼠在认知测试中表现更为出色。然而,这项研究并非为了创造“超级动物”,而是旨在探索人类脑部疾病的治疗新途径。
“半人脑老鼠”仍是老鼠
研究团队向小鼠注射了从人类胎儿组织中提取的未分化神经胶质细胞。在一年内,这些细胞分化成熟为星形胶质细胞,数量从30万增殖至1200万,并逐步取代了小鼠原有的同类细胞。在标准记忆和认知测试中,这些“人源化”小鼠的记忆力比正常小鼠提升了四倍。然而,北京大学心理系教授沈政指出,神经胶质细胞并非神经元,它们主要起支持、保护和营养作用,不直接参与信息传递。因此,这些小鼠并未获得人类思维能力,本质上仍是普通小鼠。
伦理边界与科学目的
此类实验并非首次。2005年,弗瑞德·盖奇团队将人类胚胎干细胞植入小鼠胚胎,使新生小鼠大脑中含有0.1%的人类脑细胞,曾引发伦理争议。北京协和医学院张新庆教授认为,当动物拥有人类属性时,其道德地位需重新评估。但鉴于人类大脑的复杂性,仅增强部分神经细胞不足以产生人类认知功能。研究人员通常谨慎行事,一旦动物表现出人类行为特征即终止实验。高德曼博士明确表示,不会将人类细胞植入猴子体内。
干细胞治疗的桥梁作用
跨物种干细胞移植的核心目标并非创造高智商动物,而是为疾病研究提供模型。高德曼指出,这类“混种大脑”可用于研究精神分裂症、多发性硬化症等疾病。例如,在髓鞘形成障碍的小鼠模型中,人类神经胶质细胞可分化成少突胶质细胞,促进髓鞘再生,为脱髓鞘疾病治疗提供新思路。2014年,北京大学周专团队在《美国科学院院刊》报道,将人源胚胎干细胞分化的多巴胺能神经元移植到帕金森病大鼠纹状体,显著改善了运动功能。该论文第一作者康新江表示,干细胞治疗的普遍策略是将人类干细胞移植到啮齿动物中,以验证疗效和机制,作为临床试验的中间桥梁。
免疫排斥与实验设计
跨物种移植面临免疫排斥挑战。中国医学科学院韩忠朝教授解释,研究人员常使用免疫缺陷小鼠以减少排斥。值得注意的是,神经组织本身免疫细胞较少,因此排斥反应相对轻微。这为神经系统的细胞移植提供了独特优势。
延伸阅读:备受争议的“混种实验”
历史上,科学家曾将人类干细胞注入多种动物胚胎:杰弗里·普拉特将人血干细胞注入猪胚胎,获得人猪混合血液,揭示了猪病毒跨物种传播的风险;伊斯梅尔·赞加尼将人骨髓干细胞注入羊胚胎,培育出含15%人类细胞的羊,旨在生成可移植器官;尤金·雷蒙德和埃文·辛德在猴脑内注入人类脑细胞,以研究帕金森病;巴拉班将鹌鹑脑组织植入鸡脑,使鸡表现出鹌鹑的鸣叫和头部摇摆行为,证明复杂行为可在物种间转移。这些实验均推动了再生医学和疾病机制的理解,但也持续引发伦理讨论。