ギリシャ神話では、キメラは壮大な怪物でした。 それはライオンの頭と足、ヤギの頭が背中から発芽し、蛇行した尾を持つ動物の珍しいメランジュでした。 主人公ベレロフォンが翼のある馬、ペガサスの助けを借りてモンスターを殺すまで、それは大きな破壊をもたらしました。

科学的に言えば、”キメラ”という言葉は、その神話的なルーツの本質を保持しています。 キメラは、二つの(または時にはそれ以上の)生物から派生した細胞で作られています。, これらの”親”生物は、同じまたは異なる種のものであってもよい。 キメラの決定的な特徴は、その体内の個々の細胞がすべて同じではないということです。 各親生物からの遺伝子の混合物の代わりに、所与の細胞は、一方の親生物のみの遺伝情報を含む。 したがって、キメラは、その親生物のそれぞれと遺伝的に同一である細胞の集団で構成されています。

キメラのいくつかの例は、すでにほとんどの人にとってよく知られています。, 例えば、組織キメラは、臓器移植または組織移植(骨髄移植など)から生じる。 テキサス州ヒューストンにあるテキサス大学MDアンダーソン癌センターの遺伝学の教授であるRichard R.Behringerによる2007年のレビュー記事によると、移植後、レシピエントは二つの遺伝的に異なる組織と細胞のタイプを取得します。

キメラは自然界でも発生する可能性があります。, 著者Vivienne Lamは、Science Creative Quarterly(University of British Columbia)ジャーナルに掲載された2007年の記事で、ヒトにおける自然キメリズムのいくつかの例を挙げました。 マイクロキメリズムは、小さな細胞集団のみが残りの細胞と遺伝的に異なる場合に起こります。 例えば、妊娠中に、母親と発達中の胎児は、胎盤を介して幹細胞を交換することができます。

別の例は四面体キメリズムである。 ここでは、二つの別々の精子は、理想的には兄弟双生児のセットになります二つの別々の卵を受精させます。, しかし、二つの胚が何らかの形で融合して遺伝的に異なる細胞を持つ単一の胎児を作り出すと、テトラガメティックキメリズムが起こる。

しかし、ほとんどの場合、キメラは研究目的のために実験室で作成されます。 異なる親生物の細胞が一緒にキメラを形成すると、それらはキメラの体の複数の部分に組み込むことができます。, これらの細胞は体細胞(生殖細胞を除く体内の任意の細胞)であったり、生殖細胞に組み込まれたりすることがあり、精子や卵細胞などの特殊な生殖細胞、または配偶子が産生される生殖細胞組織に組み込まれたりすることがある。

そのような研究ツールの例には、遺伝子研究に使用するために飼育されたキメラマウスが含まれる。 これらの動物には、異なる遺伝子を発現する二つのタイプのマウス細胞が含まれています:すべてのマウス遺伝子が無傷である一つと、特定の遺伝子,”このようなキメラマウスを用いた一連の交配ステップは、最終的には、関心のある遺伝子がすべての細胞で完全にノックアウトされるいくつかの子孫をもたらす、Nature Educationによって出版されたScitable記事によると。 これは、研究者が生きているモデル生物内のその特定の遺伝子の機能と関連性を完全に理解するのに役立ちます。

様々な種間キメラも作成されています。 例えば、1984は、ウィスコンシン大学マディソンによると、”geep”と呼ばれる最初のヤギとヒツジのキメラの開発をマークしました。, ヒツジ細胞およびDNAを含むgeep体の領域はウーリーであったが,ヤギ細胞およびDNAを有する領域は毛状であった。

ヒト動物キメラ

ヒト動物キメラは、ヒト細胞が動物に導入されたときに生成される種間キメラのさらなる例である。 これは、様々な技術を介して行うことができます。 ヒトの細胞および組織は、胚、胎児または成体の脊椎動物に移植することができる、とベリンガー氏は述べている。, ヒト-動物キメラはまた、胚、胎児または出生後(出生後)の様々な発達段階の間にヒト幹細胞を動物に導入することによって産生され、2007年の論文によると、Cell Stem Cell誌にも掲載されている。

国立衛生研究所(NIH)によると、二つのユニークなプロパティは、研究において幹細胞を有用にする:多くの制限なしにそれらの集団を複製し、復元する能,

成体の器官および組織に由来する幹細胞は、それらが形成することができる細胞のタイプにおいて幾分限られている。 一方、ヒト胚由来の幹細胞(実験室で操作することもできる)または幹細胞のような状態に戻るように遺伝子操作された細胞は、Boston Children’S Hospitalによると、”多 これは、これらの細胞が、人体のすべての主要な細胞および組織タイプに発達または”分化”する能力を有することを意味する。,

したがって、ヒト幹細胞を使用してヒト-動物キメラを生成する場合、特に初期胚期には、生殖系列を含むキメラ体の様々な部分に組み込む能力があり、さまざまな細胞および組織タイプを形成することができる。

アプリケーション

ヒト動物キメラは、科学者がヒト生物学の基盤とヒト疾患のメカニズムをよりよく理解するのに役立つ有用な生き, としてBehringer指摘され、実験動物を使用したモデルと人体の生物学上の疾患のない完全に複製人間生理学によって与えられます。 “したがって、ヒト-動物キメラ研究の主な目標は、動物でヒトの細胞特性を生成することです”と彼は書いています。

このような研究は何十年も行われてきました。 例えば、1974年に、デンマークからの研究者のグループはヌードマウスと呼ばれる実験室のマウスモデルに多くの異なった人間の胎児器官の最初の巧妙な移植, Nature誌の1974年の記事に掲載された彼らの実験は、ヒトの胎児の肺、腎臓、膵臓、胸腺、副腎、精巣および卵巣がすべて自分自身を確立し、ヌードマウス内で発達することができることを示した。

近年実施された実験は、ヒト-動物キメラモデルの潜在的な用途の拡大に焦点を当てている。 Blood誌に掲載された2004年の記事で、著者らは、ヒト造血幹細胞または血液形成幹細胞を55-60日齢のヒツジ胎児に移植する実験について説明した。, 血液および免疫系の成分を形成することに加えて、これらの茎細胞は、骨および筋肉などの細胞を形成することができる。 著者らは、造血幹細胞も機能的なヒト肝細胞を形成することができることを見出した。 研究者らは、このようなキメラモデルは、肝細胞が欠損している胎児または新生児の遺伝性疾患を治療するために、多数のヒト肝細胞を生成する手段を提供することができることを示唆した。

別の研究グループは、14日齢の胚マウスの脳にヒト胚性幹細胞を導入しました。, これらの実験は、PNAS誌に掲載された2005年の記事に記載されており、ヒト胚性幹細胞が多くの異なる機能性神経細胞型を形成することを示した。 これらの細胞は、マウスの前脳内の成熟した活性なヒトニューロンに発展し続けた。 著者らは、人間の神経発達を研究するための生きた環境を持つことの重要性を強調した。, さらに、彼らは、このようなキメラは、神経変性疾患および精神疾患の新しいモデルの開発に役立ち、治療薬のスクリーニングをスピードアップする潜在的な手段を提供することができることを提案した。

紀元前400年頃の”アレッツォのキメラ”像は、トスカーナの古代エトルリアとローマの都市アレッツォで見つかりました。, (Image credit:Carole Raddato)

倫理的考慮事項

科学者が人間の特性を染み込ませ始めたら、人々は動物についてどのように考えるべきですか? この質問は、人間と動物のキメラの生成を中心とした多くの倫理的議論の核心を形成する。

例えば、そのようなキメラを作ることには多くの本能的な異議があるかもしれません。 プロジェクトミューズによって出版された2003年の記事は、”ヤック要因”、または嫌悪感の即時の感覚があると述べました。, この感覚は、人間と動物のキメラを作ることは何らかの形でタブーであり、いくつかの境界が交差しているという認識によって説明されるかもしれ

“そのように、これらの存在は私たちの社会的アイデンティティ、人間としての私たちの明確な地位を脅かす”と著者、Jason Scott RobertとFrancoise Baylisは書いている。 しかし、その後、彼らは尋ねるために行く、”何が明確な人間らしさのためになりますか?”

ある意味での人間と動物のキメラの生成は、種のアイデンティティを定義する線を不明瞭にします。, 例えば、ヒト多能性細胞が動物の生殖系列組織に統合されることが許された場合、キメラはヒトの卵または精子を生成することが可能である。 そして、人間のニューロンが動物の脳に統合された場合、動物の能力と経験を人間レベルに向上させる可能性があると非常によく尋ねるかもしれませ,

最終的に、RobertとBaylisは、このような人間と動物のキメラを生成する倫理を評価する際の固有の難問をまとめました:”私たちの前の生き物が人間であり、したがって、通常、人間に与えられるすべての権利を受ける権利があるかどうかを知らないという見通しに直面したとき、私たちは、人々として、困惑しています。”

いくつかの倫理学者にとって、人間と動物のキメラの権利は”道徳的地位”という概念に結びついています。,”

“道徳的地位は、他人の懸念や利益とは無関係に、個人が持っている道徳的重importanceを指す概念です”と、ウィスコンシン大学マディソン校の生命倫理と哲学の准教授であるロバート-ストライファーは述べています。 “もしていないモラル状態にします。 椅子は、他の人がそれを気にしている場合にのみ道徳的に重要です(たとえば、それは彼らの財産です)。 しかし、他のものには道徳的な地位があります。 人や動物は、他の誰もその個人を気にしなくても重要です。,”

Streifferは、個人の道徳的地位が、それが使用される可能性のある研究の種類を決定することに注意しました。 人間の場合、非コンセントの個人に対して行うことができる研究の種類には厳しい制限があります。 “これは、人間が非常に高い道徳的地位を持っているという社会の見解を反映しています。”彼は言った。, “対照的に、非ヒト動物を用いた研究に関する規制は、他の人が最終的に利益を得ることを期待して、痛みや死を避けるための最も基本的な利益を犠牲 これは、動物が道徳的地位の程度が低いという社会の見解を反映しています。”

ストライファーは、多くの異なる理論は、異なる特性で個人の道徳的地位を根拠が、最終的にはこれらは、個人の身体の物理的特性によって決定されることを説明するために行きました。, 道徳的地位の”段階的理論”の下では、個人の物理的構成が特定の方法で十分に変更されれば、理論的にはその個人の道徳的地位を変える可能性がある。 したがって、より弱い保護を与えられている動物で研究を開始することは可能ですが、最終的にはより高い道徳的地位を獲得するようにそれを変

“最悪のシナリオとして、あなたや私と同じ道徳的地位を持っているが、動物が通常研究で扱われるように扱われ続けている人を想像することができる”とStreifferはLive Scienceに語った。, “これはひどく非倫理的なことになります。”

現在の政策状況

様々な科学機関によって出さNIHガイドラインと勧告の形で現在の連邦政策は、倫理的懸念と研究と技術の最近の進歩を考慮

2015年、NIHは、胚発生の原腸形成段階の前にヒト多能性細胞を非ヒト脊椎動物に導入する研究への資金提供に一時的なモラトリアムを置いた。, 原腸形成の間に、最終的に身体のすべての細胞および組織を生じさせる三つの生殖層、または三つの主要な組織層が形成される。 NIHの科学政策アソシエイトディレクターであるCarrie Wolinetz氏は、ヒト多能性細胞が動物の胚に早い段階で導入されると、ヒト細胞は生物を通してすべてを取り入れる機会があると述べています。 “あなたは彼らがどこに行くのかを制御することができません”と彼女は言いました。

Wolinetzは、人間と動物のキメラに関する倫理的懸念は、長年にわたって実際にはあまり変わっていないと指摘した。, “人々は生殖細胞と脳へのヒト細胞の統合について本当に心配しています”と彼女は言いました。 彼女は人間の認知を持つ動物のアイデアを”サイエンスフィクションのシナリオ”として特徴付けたが、Wolinetzは、動物の脳へのヒト細胞の統合が、その福祉に影響を与えたり、あらゆる種類の苦痛を引き起こしたりする動物の行動や認知の変化を引き起こさないようにする必要性を強調した。

2016年には、研究者や動物福祉の専門家とのワークショップや議論の後、NIHは現在のガイドラインへの変更案を発表しました。, 上記の倫理的懸念は、これらのガイドラインの基礎の多くを形成しました。 NIHは、特定の種類の研究に関する資金調達の決定を監督する運営委員会の設立を提案しました。 Wolinetzが執筆したブログ記事によると、最初のタイプは、”ヒト多能性細胞が胚盤胞期の後にのみ考慮される非ヒト霊長類を除いて、原腸形成期の終わりまで、非ヒト脊椎動物の胚に導入される研究を含む。,”第二は、”ヒト細胞が胃後非ヒト哺乳動物(げっ歯類を除く)に導入され、ヒト細胞による動物の脳への実質的な貢献または実質的な機能的修飾のいずれかがある可能性がある研究の分野を含む。”

さらに、NIHは現在のヒト幹細胞ガイドラインの変更を提案しました。

提案された変更について話す中で、WolinetzはLive Scienceに対して、”科学がガイドラインが始まった場所を超えて動いたという認識を構成していると語った。”