脳容積の半分がヒト細胞に、スタンフォード大が作った「異種皮質マウス」
中文摘要
斯坦福大学团队通过基因编辑使小鼠大脑皮层和海马体发育不全，再植入人类脑类器官，成功让人类细胞占据小鼠近半个脑容量。这些“异种皮质小鼠”在迷宫测试中表现优于未移植的对照组，显示人类组织可能影响了小鼠认知功能。研究者认为该模型可用于脑损伤研究，但明确反对在灵长类动物身上进行类似实验。
关键实体
- 斯坦福大学 (org) — 美国著名私立研究型大学，位于加利福尼亚州
- 塞尔久·帕斯卡 (person) — 斯坦福大学神经科学家、精神病学与行为科学教授，该研究负责人
- 自然 (org) — 国际顶级学术期刊《Nature》
- 卡尔斯滕·查尔斯沃思 (person) — 斯坦福大学另一实验室的博士研究员，未参与该研究
- 异种皮质小鼠 (event) — 帕斯卡教授命名的实验模型，指脑内移植人类脑类器官的小鼠
日文原文内容
画像クレジット:Photo Illustration by Sarah Rogers/MITTR | Photos Courtesy Nature and Stanford/Sergiu Pasca, Getty 脳容積のほぼ半分をヒトの細胞が占めるマウスを、スタンフォード大学の研究チームが作り出した。大脳皮質と海馬が発達しないよう遺伝子改変したマウスにヒトの脳オルガノイドを移植すると、ヒトの細胞が空いた空間を埋め、移植していない改変マウスより迷路試験の成績が良かったという。 複数のカメラが、小さな実験用の囲いを歩き回る1匹のマウスを追跡していた。コンピューターはその位置と速度を記録し、モニター上にはPong（ポン）のような軌跡が描き出された。 なぜ、このげっ歯類をこれほど注意深く観察するのか。それは、脳容積のほぼ半分が、ヒトの細胞に置き換えられているからだ。 系統的に遠く離れた種どうしの脳組織を組み合わせるこの試みは、スタンフォード大学の神経科学者で精神医学・行動科学教授のセルジュ・パスカ率いる研究チームによって、9月16日、学術誌『ネイチャー（Nature）』に発表された。 パスカ教授のグループはこれまでに、ヒトの脳「オルガノイド」（神経組織からなる小さな塊）を生まれたばかりのげっ歯類の脳内に注入しても、生存し、さらには機能することを示していた。 今回、パスカ教授はさらに一歩進め、そもそも脳が十分に発達しないようマウスを遺伝子改変した。この改変マウスでは、重要な脳領域である大脳皮質と海馬の細胞の大半が欠けている。 そのため、ヒトの細胞が定着できる余地がはるかに大きくなる、とパスカ教授は言う。「こうした動物に移植されたヒトの細胞は分裂し、成長して、数週間から数カ月のうちにその空間の大部分を占めるようになります」。パスカ教授によれば、驚くべき発見の1つは、こうした脳組織を欠くマウスが、一見するとかなり普通に見えたことだ。歩き回り、鳴き声も上げていた。しかし、記憶には問題があった。迷路試験では、どの場所をすでに探索したのかを覚えていられなかった。 一方、ヒトの細胞を加えたマウスは、この迷路試験でより良い成績を示した。これは、ヒトの組織がマウスの認知機能に何らかの役割を果たしていることを示している。 パスカ教授は、自身が「異種皮質マウス（xenocortical mice）」と呼ぶこのモデルが、脳損傷の研究に役立つ可能性があると考えている。この研究には関与していない、スタンフォード大学の別の研究室に所属する博士研究員のカーステン・チャールズワースは、この研究が「遺伝子工学と幹細胞技術を組み合わせて生物を作り変える力」を劇的に示すものでもあると述べている。 すでに研究室では、脳オルガノイドをコンピューターに接続し、ビデオゲームをプレイさせられるかどうかを検証する実験が行なわれている。また、脳卒中患者の損傷した脳組織を補う「交換部品」のように利用することを提案している科学者もいる。 「私が最も驚いたのは、出生後に移植されたヒトの神経組織が、種の壁を越えて、これほどまでに成長し、マウスの神経系と結合したことです」とチャールズワースは言う。「こうした技術が進歩するにつれ、従来の前提をますます問い直さざるを得なくなるでしょう」。 昨年、パスカ教授は倫理の専門家からなるグループを招集し、神経オルガノイド技術がもたらす影響について検討した。そこでは、動物が人間の意識を獲得する可能性がどの程度あるのかや、「オルガノイド治療クリニック」が切羽詰まった患者に詐欺的な治療を提供するリスクなども議論された。 現時点では、げっ歯類が何らかの人間的な認知能力を備えているのではないか、という懸念は持っていないとパスカ教授は言う。その理由は、マウスの脳が相対的に非常に小さく、人間とマウスの間には進化上の大きな隔たりがあるからだ。 しかし、それは同時に、こうした実験をより高等な動物種で実施すべきではない理由でもある、とパスカ教授は言う。そうした動物では、機能するヒトの脳組織が大量に形成され、人間と動物の認知面での境界が曖昧になる可能性があるからだ。 パスカ教授は特に、大脳皮質を欠くよう遺伝子改変したサルにヒト脳オルガノイドを移植することに警鐘を鳴らした。 「私が明確に越えてはならない一線だと考えていることの1つは、この実験を霊長類で実施することです。現時点では、どのような意味でも正当化できないと思います」（パスカ教授）。 本記事はアフィリエイトプログラムによる収益を得ている場合があります
原文翻译
斯坦福大学研究团队培育出一种小鼠，其脑容量近一半由人类细胞占据。研究人员对小鼠进行基因改造，使其大脑皮层和海马体无法正常发育，再移植人类脑类器官。结果人类细胞填补了空缺区域，这些小鼠在迷宫测试中的表现优于未移植的改造小鼠。
多台摄像机追踪着一只在小型实验围栏中走动的小鼠。计算机记录其位置和速度，显示器上画出类似乒乓球游戏的轨迹。
为何要如此仔细地观察这只啮齿动物？因为其脑容量近一半已被人类细胞取代。
这项将亲缘关系极远的物种脑组织组合在一起的尝试，由斯坦福大学神经科学家、精神病学与行为科学教授塞尔久·帕斯卡领导的研究团队完成，9月16日发表在学术期刊《自然》上。
帕斯卡教授的团队此前已证明，将人类脑“类器官”（由神经组织构成的小块）注入新生啮齿动物脑内，它们能够存活甚至发挥功能。
此次帕斯卡教授更进一步，对小鼠进行基因改造，使其大脑从一开始就无法充分发育。这种改造小鼠缺失了重要脑区——大脑皮层和海马体的大部分细胞。
帕斯卡教授说，这样一来，人类细胞可扎根的空间大大增加。“移植到这些动物体内的人类细胞会分裂、生长，在数周到数月内占据大部分空间。”帕斯卡教授表示，一个令人惊讶的发现是，缺乏这些脑组织的小鼠乍看之下相当正常。它们会走动，也会发出叫声。但记忆存在问题。在迷宫测试中，它们记不住哪些地方已经探索过。
另一方面，加入人类细胞的小鼠在迷宫测试中表现更好。这表明人类组织对小鼠的认知功能发挥了某种作用。
帕斯卡教授认为，他称之为“异种皮质小鼠”的这一模型可能有助于脑损伤研究。未参与该研究的斯坦福大学另一实验室博士研究员卡尔斯滕·查尔斯沃思表示，这项研究也戏剧性地展示了“结合基因工程与干细胞技术重塑生物的力量”。
实验室已在开展实验，将脑类器官连接到计算机，检验其能否玩电子游戏。还有科学家提议将其用作“替换零件”，填补中风患者受损的脑组织。
“最让我惊讶的是，出生后移植的人类神经组织能够跨越物种屏障，如此程度地生长并与小鼠神经系统结合，”查尔斯沃思说。“随着这类技术进步，我们不得不越来越频繁地重新审视既有前提。”
去年，帕斯卡教授召集了一个伦理专家小组，探讨神经类器官技术带来的影响。讨论内容包括动物获得人类意识的可能性有多大，以及“类器官治疗诊所”向绝望患者提供欺诈性治疗的风险。
帕斯卡教授说，目前他并不担心啮齿动物可能具备某种人类认知能力。原因是小鼠大脑相对非常小，且人类与小鼠之间存在巨大的进化差距。
但帕斯卡教授说，这同时也是不应在更高等动物身上进行此类实验的理由。因为在那些动物身上，可能形成大量有功能的人类脑组织，模糊人类与动物在认知上的界限。
帕斯卡教授特别警告，不要将人类脑类器官移植到经基因改造缺失大脑皮层的猴子体内。
“我认为有一条明确不可逾越的底线，就是不能在灵长类动物身上做这个实验。目前来看，无论如何都无法正当化。”（帕斯卡教授）
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考情考点分析
本文涉及生物科技前沿与伦理争议，适合考研英语、翻译硕士及国际关系类考试。命题可围绕科技伦理、基因编辑边界、人类与动物认知界限等话题展开。备考时需关注《自然》等顶级期刊的科普报道，积累“类器官”“异种移植”“伦理红线”等术语的中英日表达。答题切入点：先概括实验方法与结果，再分析伦理争议，最后结合科技发展谈监管必要性。
核心考点
人类脑类器官移植到动物体内引发的伦理边界问题
备考建议：梳理基因编辑、干细胞研究、动物实验伦理等领域的国际规范与争议案例实验设计、对照组、结果分析等科学报道常见结构
备考建议：练习快速提取实验目的、方法、结论及局限性的阅读技巧脑类器官、异种皮质、基因改造等专业术语的准确翻译
备考建议：积累生物医学领域日汉互译术语，注意“オルガノイド”等外来语的译法可能命题方向
- 请概括斯坦福大学实验的主要步骤与发现，并说明‘异种皮质小鼠’在迷宫测试中表现更好的可能原因。
- 帕斯卡教授为何反对在灵长类动物身上进行类似实验？请结合文中观点分析其伦理考量。
- 将文中帕斯卡教授关于‘明确不可逾越的底线’的发言翻译成中文，并讨论科技报道中引语翻译的注意事项。