中科院昆明動物研究所近日向媒體透露,,由季維智研究員領(lǐng)導的研究小組成功培育出中國首例轉(zhuǎn)基因獼猴。由于靈長類動物較長的生殖和生育周期,,使靈長類轉(zhuǎn)基因動物模型的建立較為困難,。這一研究成果標志著中國科學家在非人靈長類轉(zhuǎn)基因動物研究方面達到世界領(lǐng)先水平,為未來人類重大疾病的非人靈長類動物模型的深入研究奠定了堅實的基礎(chǔ),。此項研究已于2010年10月12日在美國《國家科學院院刊》(PNAS)上發(fā)表,。
轉(zhuǎn)基因這個詞大家并不陌生,這個本來只在科學家手里搗鼓的工具早已飛入千千萬萬尋常百姓家,,像轉(zhuǎn)基因大豆,、轉(zhuǎn)基因玉米、不飽和脂肪酸富集轉(zhuǎn)基因豬等轉(zhuǎn)基因食品都是大眾關(guān)心和經(jīng)常討論的問題。而在科學上更常用的名詞是基因工程或者稱作遺傳工程,,2007年的諾貝爾醫(yī)學或生理學獎就授予了建立基因工程技術(shù)的三位科學家,,基因工程早已不僅僅是理論的科學研究的工具,它應用到了有關(guān)人類生命,、衰老,、疾病等方方面面。
基因怎么“轉(zhuǎn)”,?
“轉(zhuǎn)基因技術(shù)是基因工程技術(shù)的一個方面,,指用現(xiàn)代的分子生物學技術(shù)對動物或植物的基因組進行改造,按人們的希望和預先設(shè)計改造生物的性狀,,并形成可以遺傳的種系,。”中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所遺傳中心主任張連峰教授告訴我們。
“目前比較成熟和常用的轉(zhuǎn)基因技術(shù)有三種,。一是受精卵的顯微注射技術(shù),,把想要導入的基因注射到動物的受精卵里去,然后使受精卵發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物,。二是核移植克隆技術(shù),,把動物的體細胞進行一些基因的加工,然后再把這個加工過的細胞的細胞核取出來,,放到挖去了細胞核的受精卵里去,,進而克隆成轉(zhuǎn)基因動物。第三種就是病毒載體技術(shù),,就是把要導入的基因‘鑲嵌’在病毒上,,通過病毒感染細胞而攜帶基因一起進去,從而形成轉(zhuǎn)基因動物,。前兩種方法導入的基因遺傳給下一代的比例較高,,可以達到90%左右,而第三種技術(shù)雖然操作相對簡單,,但是由于病毒感染的不可控性更大些,,遺傳給下一代的幾率不如顯微注射技術(shù)和核移植克隆技術(shù)高。”
轉(zhuǎn)基因動物家族有多大,?
隨著基因工程技術(shù)的應用越來越廣泛,,被人類改造的轉(zhuǎn)基因動物家族也日益龐大。張教授介紹道:“在動物方面小鼠,、大鼠,、豬、羊,、牛,、雞和猴等都有研究,目前小鼠是科學家們研究最多的,歐美等發(fā)達國家的基因工程小鼠已經(jīng)超過了2萬種,。我們研究所也已經(jīng)有500多個大鼠和小鼠的基因工程品系,,包括高血壓、糖尿病,、癡呆癥,、肥胖癥、動脈粥樣硬化等多種疾病的動物模型,。大鼠,、豬和猴起步較晚,是目前各國競相研究的熱點,。”
“恒河猴,、絨猴、食蟹猴等非人靈長類動物的轉(zhuǎn)基因研究正在興起,,”張教授補充道,,“從目前的情況看,世界上成功制作轉(zhuǎn)基因猴的有美國的3個實驗室,,日本的一個實驗室,,還有就是我國的中科院昆明動物研究所,主要是使用綠色熒光蛋白基因做導入基因,,進行技術(shù)上的探索和完善,。在2008年,美國將一個亨廷頓舞蹈癥(一種遺傳神經(jīng)退化疾病,,患者會逐漸喪失說話,、行動、思考和吞咽的能力)致病基因通過病毒載體技術(shù)轉(zhuǎn)到猴子中,,希望利用亨廷頓舞蹈癥猴子模型進行治療方法的研究。”
轉(zhuǎn)基因動物和人類差距有多遠,?
人們研制轉(zhuǎn)基因動物的目的主要是建立各種人類的疾病模型,,通過讓小動物們患上和人類相似的疾病,在它們身上做實驗,,來探究人類疾病的發(fā)病機理和治療手段,。那么這些“被生病”的“小白鼠”們要模擬人類疾病差距又有多大呢?
“在基因水平上,,大鼠,、小鼠和人類非常接近,并且繁殖很快,,理論上一對小鼠一年可以產(chǎn)生300只以上的后代,,醫(yī)藥研究中使用最多的是大鼠和小鼠模型,全世界現(xiàn)在有大、小鼠疾病模型4000多種,,涵蓋約200種不同的人類疾病,。由于很多人類疾病的病因很復雜,每種動物模型只能反映人類疾病的一部分,,所以一種疾病可能對應多種動物模型,,比如高血壓,與之對應的動物模型就有幾十種,。”張教授表示,。
“當然,嚙齒類的動物畢竟和人類無論是體型還是生理上都有較大差距,,由于非人靈長類和人類更接近,,使用非人靈長類做模型得出的結(jié)論對人類也更有價值,尤其是在神經(jīng)系統(tǒng)方面比如癡呆癥或帕金森病等,,用非人靈長類的猴子模型研究要更好些,。”張教授補充說,“其實在技術(shù)上,,猴子和小鼠的轉(zhuǎn)基因是沒有很大區(qū)別的,,主要是猴子來源有限,產(chǎn)仔率低,,每胎只產(chǎn)1—2只崽猴,,懷孕時間5個月以上,需要幾年的時間才能得到轉(zhuǎn)基因后代,,研究周期長,,成本高。”