李赞东：无壳孵化小鸡背后的生命科学
发布时间：2023-11-29 03:17:15 来源：腿类
从无壳孵化小鸡，让肉眼直观生命的诞生，到制备人类疾病模型、心血管研究模型，生命科学永无止境。
中央电视台《加油向未来》节目，播放了我们，的全部实验过程，当时引起了全国的极大的轰动，我从微博还有短信、电话等等，接收到了来自全国的教师、学生、家长和记者的采访和咨询。我也知道很多学校模仿着我们的实验，进行了这项试验，但到目前为止还没有一个成功的例子。
我们用无壳孵化体系，做了一个心血管相关的实验，所用的药物是在药店里买的中成药，我们想知道大家吃的这种药，真的是不是有用。请看这张图，A是对照组，B、C、 D是实验组，我们在背主动脉的附近放了一块滤纸，在滤纸上滴加了我们常喝的那个药，后来发育到第九天以后，请大家看，B、 C、 D是对照组，A、E、F是实验组，我们正真看到血管增加的分支，放大以后，我们要数好几千个血管。看到了每个分支数为，实验组是41.67，但对照组是20.67，在统计学上有显著差异，说明这个药促进了血管的分支。
为什么用鸟类的胚胎？大家都知道，因为鸟类的胚胎，在一个密闭的蛋壳中，离开母体，发育的整一个完整的过程，这样的话做任何一种试验，能够抛开来自母体的影响。但是它有一个坚硬而不透明的蛋壳，阻碍了我们的眼睛，如果自然状态下把它打开了，它很快就死掉了，我们就想，能不能打开以后让它活下来，而且要孵化出来。
二十多年前我就开始做这个实验，我们开发的代用蛋壳法，培养的鸟类胚胎的成果，填补了国内的空白，而且我用这个系统，培养出了全世界首例无壳孵化北京鸭。那什么是代用蛋壳办法呢？请看左边的这个图，是掏空了的北京鸭的蛋壳，然后把鸡胚放到里面，这是养到了七天了。右边是鸡蛋的壳，把里面去掉以后，把鹌鹑的胚胎移植到里面，这已经长到了九天，都能看到鹌鹑的羽毛在出现。我们采用的代理蛋壳，要比自身的种蛋大20克左右，原因是上方要切掉一个大概4厘米左右直径的一个口，另外一个我们要留出人工气室。
请看右边的无壳孵化，无壳孵化系统是用透明的人工材料，然后用透气性的保鲜膜，模拟了种蛋的立体结构，补充乳酸钙，在胚胎后期补充氧气供应的方式，培养出一个个体，也就是您看到从一个蛋黄，突然变成一个小鸡出来。这个系统能360°全方位地观察，胚胎发育过程中的每一个细节。
请看左边的是我们常吃的商品蛋，它没有受精的时候，蛋黄上有一个实心的小小的点。如果是受精的话，是右侧的这个样子，是一个同心圆状的，中间有一个透明的圆形。我们把它拿到显微镜下看的时候，左上图是我们肉眼看到的胚盘，然后把它放大成四十倍的时候，就看到它上下有两个胚层，中间还有一点细胞的感觉。当我们把这个种蛋放到孵化箱的时候，大概24小时培养以后，突然从一个地方心脏就跳动了，然后出现了模糊的血液。之后我们把这个拿到四十倍的显微镜下，请看下面的黑白图，不仅心脏在跳动，已经看到原始的脊柱在形成。
第二天写着02，那个胚胎的心脏已经跳的非常有规律，血管自己形成了一个血导，一点一点往外扩大，把它拿到显微镜下四十倍放大的时候，脊椎骨的每一个骨节，已经看得很清楚，它发育的非常的快。然后第三天的时候，头部、大脑、小脑的边界都能看到了，心脏的心室和心房都能够区分，脊柱的每一个骨节，已经发育的非常完整了。请看第四天的图，我一生中做实验，看了几十万个，第四天发育的胚胎图，没有一个是完全一样的。生命就是如此美丽，它都是心脏在跳动，血管在延伸，毛细血管在逐渐增加。请你们看下边的那个图，放大四十倍的时候，竟然眼睛在心脏的前边，心脏在它的后方跳动，下边是胃和其他的脏器。
这个是发育5-12天的胚胎，我们先看一下第六天的时候，大脑的部分和小脑的部分，边界更加清晰，眼睛变得很大。然后第七天的时候能看到，从胴体上突然延伸出四个板状的东西，这是什么呢？等再往下看，就看到第十天的时候，您看那个板状的东西已经分开了，这个是它的后脚，它的脚趾分开了。然后再往下看，第十二天的时候，那个大大的黑眼睛，被啥东西遮住以后眼睛变小了，缘由是长出了眼睑，把它覆盖住了，留下了出生的时候看到的鸡的眼睛的大小。
再往下看，第十七天的时候，这个作为营养的东西的蛋黄，已经吸收的剩的比较少了，越来越变小。第十九天的时候，请看下边的右数第二张照片，鸡的喙，眼睛都长出来了，它的乳齿也长出来了，它用乳齿把尿囊膜给捅破以后，做好了出来的准备。如果是有硬蛋壳的话，它会打开一个孔以后，用肩膀和头部拼命地努力，就把那蛋壳给打开了。但是我们这个系统，因为上面盖的是透明的塑料杯，裹着它的是一个保鲜膜，所以要我们帮助它从里面拿出来。
无壳孵化系统，其独特性和震撼性，是其他实验体系不能够比拟的，生命形成从单个细胞分裂开始，心脏启动第一次跳动，每个组织和器官出现的时空的有序性，从粗犷到精细，到精致的，生命的雕琢的过程，给予我们的感动是无法言喻的。它让我们更知道，更加懂得生命的来之不易，更加珍惜生命，热爱生命。
有人问我，为什么把好端端的种蛋给打开了？为何需要让胚胎经受这么样的磨难？其实大批大批的去死亡的时候，我心里特别的痛苦，还把它们给埋起来，然后还给它起上名字纪念它。所以我四十多年不吃鸡肉，跟鸟类相关的我全都不吃，鸡蛋原来也不吃的，现在偶尔吃一点，这是我对无数个生命的一种赎罪，和对它们的感恩。
但是我们是有目标的，请看我们第一个濒危动物的挽救模型。左边的这个麻鸭的细胞，分离出来以后，我们在胚胎期，把这个麻鸭的细胞，转移到了鸡胚的里边，然后制备了中间麻鸭鸡嵌合体。这个动物是自然界没有的，它不是杂交个体，它是一个两种细胞，同时嵌合在一起的一个动物，也就是它的各个脏器里面，都有来自麻鸭的细胞，和来航鸡的细胞，是混在一起的。当然受体的细胞要比供体的细胞量多，所以外观反映出来的更像鸡的感觉，但是您看它的个子就像鸭子，它的身子修长，而且性格不像来航鸡，那么一碰了就会蹦起来，特别温和。它慢慢长大了就变成了这个样子，外形看着很像鸡，但它是麻鸭和鸡两种都具备在精巢里的，一个特殊的，自然界没有的动物。它跟母麻鸭结合以后生出了鸭子，它跟来航鸡组合以后，就生出了小来航鸡。那么如果我们设想，刚才的麻鸭是个濒危动物的话，它自己已无了繁殖能力，或是繁殖能力特别低的时候，用这个办法，我们制造出一个濒危动物和鸡的嵌合体，雌雄交配的线的纯的，供体来源的后代出现。
左边这个是信鸽和鸡的嵌合体，因为国防需要，信鸽是一定要有的，如果要停电的时候，信鸽的作用会很重要，但是信鸽繁殖也比较慢，我们想让鸡获得信鸽的细胞以后，加快速度进行发展。右边的是飞行距离特别远，获过很好多次奖的欧洲的四个品种，其实最右边的出生的信鸽嵌合体，它有四个妈妈，四个爸爸。
然后我们又做了信鸽和鹌鹑的嵌合体，因为它们体型比较像，有可能它们会不会有自然交配的可能，但是我们试了一下，相互不认，因外形长得太不像了。
然后请看这个是，是鹌鹑细胞转移到北京鸭做的嵌合体，左边的这个黑色的颜色，还有棕色的颜色来自鹌鹑，但请看右边的这个图，它左腿虽然是畸形，但是是有蹼的，但是右侧的脚，因为大量的鹌鹑细胞，导致了它右侧变成了鹌鹑的脚，所以它站着的时候高低是不一样的。
我们做了北京鸭，和中华鳖的嵌合体，相互做了两种，请看这个红色的细胞是，中华鳖的细胞在北京鸭里边的存在，你们看中间的那个血管里面还流动着，中华鳖的红细胞，在鸭子的血管中移动。我们问什么要这么做？因为如果跨越的物种越宽，制备嵌合体的难度越高，但是它的应用性可能就越大。
我们还做了一种心血管药物，对胚胎血管发育的影响，这是北大的老师开发的一种药物，到现在也没告诉我它叫什么名字。我把滤纸放到了背主动脉的附近，滴加了它以后，上边是实验组，左边A和B都是实验组，下边的C和D是对照组，我们正真看到这个药物，对血管发育有明显的促进作用。
我们又在鸡胚的尿囊膜上，培养了肝脏组织块，卵巢和软骨，因为鸡的胚胎具备了一个生命形成的所有的营养物，如果它能够培养东西的话，是一个天然的最良好的，最简洁的一个培养基，所以我们在这里培养了很多的东西。
大家都知道同型半胱氨酸，比较高的人，如果血压也高的话，脑卒中发生的概率就比正常人高很多，我们就想知道，同型半胱氨酸，到底对这个生物体有咋样的影响。我们用0.5毫摩尔的同型半胱氨酸，处理了种蛋，第八天的时候我们取了样品，请看左上角跟右上角比较，它出现了严重的头部的畸形，然后切片也看到了，它的形状是不正常的。下边的图右下角那个是正常的胚胎，左边的那个看到，它的下半部分，脊柱的部分有裂痕，把它放大以后，最左边的这个图，就看到脊柱裂是很严重的，就说明同型半胱氨酸增加的时候，对生物体是有各种各样的不良影响的。
这个是在早期，也就是你们刚才看到24小时培养，模糊的脊柱，和模糊的血液刚刚出现的时期，我们在神经管注射了一些外源基因，在做神经方面的研究。儿研所的研究人员，判定痴呆儿的一个基因，头部的有一个基因是跟这个有关的，但他们又无法证明，我们用我们这样的平台，结合干扰RNA的技术，把他们设想的那个部位的基因给封阻了。这样以后发现，这个鸡胚出来以后是异常的，所以这个实验，后来获得了自然科学基金的，很大的一个资助。
也就是在哺乳类里做不了的，或是在人体里面无法做的，用我们这样的平台就可以做。我们也用这样的平台移植细胞，制备了不同的动物之间的模型，然后让它形成免疫宽容模型。免疫宽容，也就是当你移植外来的脏器，或细胞的时候，希望它不排斥，我们通过这一个免疫宽容的模型，研究了各种淋巴细胞，在免疫宽容中的作用，这样间接的，可以为人类的的时候，做一个基础的数据来做参考
然后大家都不喜欢转基因，但是转基因看是做什么了，我们用这个微注射针，注射到这个胚胎的胚盘上下层中间，用转基因的方式，我们制备一些优质的动物，高产的动物，抗病的动物。举一个例子，大家都知道禽流感，为什么鸭子不得？鸭子有一个基因，它是不得禽流感的，我们把这个基因，如果转到了鸡里边，鸡可能会不再得禽流感，所以转基因可以做很多的研究。有一个商业例子，这个来航鸡，一年能下三百多个蛋，但是肉质比较好的土种鸡呢，一年可能就下不到一百个种蛋，所以我们把来航鸡的原始生殖细胞，完全用药物给去掉，然后在它迁移的时间，把另外一个，土种鸡的原始生殖细胞放到里边，竟然来航鸡的爸爸和妈妈，生出了99%的土种鸡。
无壳孵化，把一个看不见的胚胎发育过程，变成了一个清晰可见的生物学实验，为研究环境对胚胎发育的影响，为人类制备疾病模型，心血管研究模型，药物筛选的模型，提供了一个科学实验的平台，这项试验将为疾病的防治，维护人类健康提供科学依据。
