寂寞帅猫｜撰文

20年，超过3万次克隆尝试，1200多只小鼠。这个规模空前的实验，最终在第58代戛然而止。

3月24日，《自然·通讯》（Nature Communications）发表的一项研究显示，一个完全由克隆构建的小鼠谱系，在传至第58代时全部死亡。此前一代（第57代）中存活率已下降至0.6%，而再往前，这些小鼠外表正常、寿命接近自然个体，几乎看不出异常。[1]

这项研究主要由日本生殖生物学家若山照彦（Teruhiko Wakayama）领导。二十多年前，他曾亲手推动小鼠克隆技术走向成熟；如今，他的团队给出了一个明确的结论：哺乳动物的克隆并不能无限延续。

时间回到2013年。

在一项发表于《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）的研究中，若山团队成功将同一只小鼠连续克隆了25代，并获得了500多只个体。[2]

在这一过程中，克隆效率没有系统性下降，小鼠体重、寿命均在正常范围，且未观察到明显的遗传或表观遗传异常积累。在完成这第25代克隆后，若山团队认为：“动物克隆或许可以无限进行下去”（it may be possible to reclone animals indefinitely）。

理论上，如果DNA异常不发生，表观遗传错误也不累积，哺乳动物应该能够通过克隆来维持物种。

无限克隆的愿望并非空想，而是建立在一系列技术突破之上。在若山及同行的研究中，克隆的材料来源也在不断拓展：从活体组织到冷冻尸体，再到冻干细胞，甚至包括尿液中的细胞。

2008年，他们从在−20°C冷冻长达16年的小鼠尸体中提取细胞核，成功获得健康的克隆个体。这些样本没有任何冷冻保护，所有细胞在解冻后均已死亡，但其基因仍可被重新激活。[3]

2022年，若山团队的研究进一步表明，即使是冻干处理后的体细胞，在细胞全部死亡、DNA损伤显著增加的情况下，仍然可以通过核移植获得克隆胚胎，并最终产生健康、可繁殖的小鼠。尽管总体成功率仅约0.02%，但这一结果说明，基因信息在极端条件下仍具有一定的“可恢复性”。[4]

克隆生物的历史可以追溯到更早。

1997年，克隆羊“多莉”诞生，首次证明了哺乳动物可以由体细胞复制而来。次年，来自美国、日本、意大利和英国的研究人员已经利用成年动物的体细胞核成功获得了多只健康、可繁殖的雌性小鼠。这标志着克隆技术从个体突破并走向可重复操作。[5]

1998年，在夏威夷大学Ryuzo Yanagimachi实验室工作期间，若山照彦利用体细胞核移植技术成功克隆出多只小鼠，并建立了一套更稳定、可重复的操作方法。这一方法后来被称为“檀香山技术”（Honolulu technique），成为多个实验室的标准流程。[6]

克隆的基本原理并不复杂：将一个体细胞的细胞核移入一个去核的卵细胞中，在适当条件下激活使其发育为胚胎，再植入代孕母体。

理论上，这一过程可以一再重复：用克隆体作为供体，再进行下一代额克隆。

但问题也逐渐显现。尽管克隆小鼠在外观和寿命上往往表现正常，但若山团队注意到一些异常信号：例如，克隆动物常出现胎盘增大等发育异常；克隆成功率长期维持在较低水平（通常为百分之几）；在部分实验中会出现染色体缺失等问题。[2,4]

研究显示，前25代小鼠均未出现任何异常，但随后基因突变开始累积。从第27代开始，克隆成功率开始下降；到了第57代，仅有0.6%的个体能够存活；而第58代克隆小鼠则全部在出生后不久死亡，且没有明显的外部异常。

从一只小鼠出发，经过20年、超过3万次克隆尝试，累计获得1200多只克隆小鼠——这个实验最终在第58代终止。

为什么“无限克隆”会失败？

研究从分子层面给出了直接解释：在连续克隆过程中，小鼠基因组中的突变会加速积累，不仅包括点突变，还包括大片段缺失，甚至整条染色体的丢失。而克隆并不存在有性生殖中的基因重组与筛选机制，这些损伤一旦产生，便会在后续代际中被不断复制和叠加。第58代克隆小鼠的基因组中，突变数量约为正常有性繁殖个体的三倍。研究者将这一过程描述为：突变崩溃（mutational meltdown）。[1]

若山团队认为，这一结果可以用Muller’s ratchet（穆勒的棘轮）这一经典理论来解释，即在无性繁殖谱系中有害突变不可避免地会积累，并最终导致突变崩溃和灭绝。

从1998年建立稳定的小鼠克隆方法，到2013年提出“或许可以无限克隆”，再到2026年确认存在明确极限，若山团队的研究路径几乎完整诠释了这一过程。

长期以来，人们一直不清楚哺乳动物是否像植物和一些低等动物一样，能够仅通过克隆繁殖来维持物种的延续。至此，无限克隆从有实验支持的推测变成了一个被否定的命题。

参考文献：