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“药用猪”再获突破 全球首例白化西藏小型猪培育成功

点击: 时间:2017-01-11 17:08 作者:月蓝  来源:未知 

  南方医科大学实验动物中心,三周大的白化西藏小型猪与小黑猪及母猪在一起。
  一身漆黑、肉嘟嘟的食用型家畜,在进行一轮高大上的基因改造后,皮肤变白了,体重变轻了,而且子代、孙代都告别了黑皮肤胖身材的命运。日前,南方医科大学实验动物中心科研团队运用基因编辑技术,成功培育出世界首例白化西藏小型猪,同时敲除了其与免疫相关的基因,可以按人类要求生病、受伤,彻底成了代人试药的“药用猪”。而在此之前,全世界尚未有纯白藏猪的先例。这项突破性成果不仅可以迅速实现实验用白化西藏小型猪的大规模繁殖,并且对于实验动物学、生物医药以及临床医学研究等领域都具有重大意义。
  在西藏找了十几年未找到
  自然环境下患白化病的藏猪

  藏猪作为我国独有的高原特殊品种,主要分布于我国青藏高原的农区和半农半牧区,是世界上分布于海拔最高地区的猪种。藏猪头型、体重、体型与当地野猪相似,全身背毛为乌黑或黑灰色,少数个体为棕色,皮肤为浅黑色。肌肉发育良好,体型紧凑,体质结实,免疫力强。“2003年在西藏考察时,发现藏猪不仅体型小,而且高原抗应激能力强,于是引进了这一品种。随后,藏猪也成为国家科技部认可的实验动物品种,被列入公共服务平台建设范畴”。南方医科大学实验动物中心主任顾为望教授表示。
  小黑猪虽好,可浑身上下乌漆麻黑的,就算是受伤都很难找到出血点。如果将这种小猪的基因加以改造,让其肤色变白,最好还能存在一定的免疫缺陷,可以患上人类的疾病。顾为望教授团队决定利用西藏小型猪进行基因改造,使其能被培育成被广泛应用于实验动物学、生物医药大健康服务以及临床医学研究等领域的实验型小猪。说干就干,怎么找到第一代白化病藏猪成了培育后代的关键。顾为望年年跑西藏,想从纯正的藏猪中找到全身白色的小猪,作为父代保存。结果找了10多年,自然环境下患白化病的藏猪,只能是存在于理论上,现实中很难找到。
“药用猪”再获突破   全球首例白化西藏小型猪培育成功
  白化西藏小型猪
  正接受24小时视频监控

  自然的找不到,那就来基因编辑吧。所采用的技术路线,是“同步发情、人工授精、同步取卵、受精卵移植”。让白化病小猪的爹妈同时发情(这个相当有难度,需要对猪的发情期有足够的了解),然后进行人工受精,受精后提取猪妈妈体内的受精卵体外培养并用目前通用酶切技术,切除受精卵内的陆氨酸酶关键基因(该基因缺陷可导致白化病发生)敲除,然后将四个经过基因修饰的受精卵植入另一只藏猪(母猪)体内做代孕。
  “之所以不选择四只小猪的亲妈来怀孕,是因为之前的取卵手术中对其有了伤害,重新植入可能影响怀孕、妊娠的成功率”。基因编辑很成功,四头在受精卵阶段就被编辑过的小猪,出生后有了两头纯白、一头纯黑、一头花白色。“仔猪白化表型明显,而免疫缺陷表型有待进一步鉴定”。目前,团队中的陈傍柱和顾鹏、刘玉敏等团队成员,正在对白化西藏小型猪进行24小时视频监控,并详细记录,精心照料。刚刚诞生的四个F0代猪宝宝(两头白色一雌一雄、一头花白色、一头黑色)目前发育良好。
  医学领域同行有需要
  团队可考虑免费提供白化小猪

  顾为望表示,此次实验和以往不同。之前学校实验动物中心是和国内其他优秀的技术团队合作,并整合双方的技术力量和动物资源进行研发。而此次实验是南方医科大学实验动物中心科研团队,完全利用自身科研团队独立研发。最大亮点是运用最新基因编辑技术C R ISP R /Cas9,设计和制备sgRN A,基于小型猪受精卵制备基因修饰猪,在世界上获得首例白化、同时敲除了免疫相关基因的实验用西藏小型猪。
  顾为望表示,与转基因克隆猪相比,此次运用受精卵基因修饰获得的白化西藏小型猪的优势,在于可以迅速实现大规模繁殖,批量生产供应实验研究用。“白化西藏小猪的实验室价值巨大,而且通体白色的小猪,在宠物饲养领域也有着极大的市场前景”,顾为望表示,如果医学领域的同行需要白化小猪,他所在的团队可以考虑免费提供,以供研究。如果农业领域需要提供种猪,即使出10万元以上的转让费用,都不会售卖。
  释疑
  A
  为什么要将猪作为实验动物首选?

  顾为望:新药研发要求必须用两种以上的动物做实验,其中一种需为非啮齿类动物。在进行药物安全性评价时,常用大鼠做实验。但大鼠和人的亲缘关系较远,很多新药用大鼠做毒性实验时是安全的,但进入临床实验往往不成功。通过移植干细胞治疗肝硬化、酒精肝、肝损伤等实验虽已经在大鼠身上取得成果,但由于大鼠的肝脏再生能力强,不能完全说明问题,这就需要用大动物进一步进行实验验证。
  临床前实验用非啮齿类实验动物,主要包括犬、猴、猪。猴子繁殖率低,成本又太高,做实验受到很大限制;犬作为宠物,和人情感太亲密也常常受到人们的心理抗拒。猪被人长期豢养,是与人类最相近的一种动物。尤其是猪的消化系统、心血管系统、代谢过程等解剖结构以及生理功能和人类特别接近,是一种理想的实验动物。在遗传学上,猪和人类有90%以上的基因相似度,而且易繁殖,用其做实验,有许多天然的优势。
  B
  相比家猪和其它类型猪 白化藏猪有哪些独特优势?

  顾为望:家猪体型太大,做实验和药物研究都不太好操作,用药量太大。在新药研究的时候,实验室制备(合成、提取或表达)往往数量少,价格昂贵,不利于进行研究;而且长期观察需要几个月甚至一年,其要求饲养成本太高,饲养空间太大,动物质量难以控制。
  藏猪体型小,体质好,抗应激能力强,成本低,用药量少,便于操作和长期饲养观察。经过改造后带免疫缺陷的实验猪,如果养在普通环境下很难存活,我们要把它养在无特定病原体环境下。所有的饲料、饮水、垫料,都要经过严格消毒灭菌。24小时不间断空调,每小时全新风换气15次。室外空气需要经过初消、中消、高消三级过滤,以更好地控制实验用小型猪的质量,从而提高科研水平。
  在此之前全世界尚未有纯白藏猪,我们通过基因改造,把藏猪做成白化品种,对于实验动物学有着十分重要的意义。我们知道,常用实验动物如豚鼠、大鼠、小鼠、子,大多是白化品种品系,因为白色动物更加便于观察它的发热、过敏、炎症等症状以及皮肤角膜等损伤与修复的过程,这同样也是白化藏猪的优势所在。
  C
  无毛白化藏猪 用于化妆品研发应用?

  顾为望:一、把白化藏猪做成免疫缺陷猪。一般情况下,人类肿瘤细胞在动物身上接种很难成活,但是有免疫缺陷的动物可以把人的肿瘤细胞原位或异位移植到体内,然后进行发病机理研究、临床疗效观察及药物开发。
  我们利用小型猪动物模型进行诊断、干细胞治疗和肿瘤防治,培育出有高血糖、先天性心脏病、辐照损伤等疾病的动物模型。譬如,我们可以用基因改造的办法把免疫缺陷猪的肝脏做成条件性损伤的肝脏,再把人的干细胞体外分化后注入猪体内,让猪的肝脏生长出人的肝细胞,用来治疗肝脏疾病;另外用猪生产的人源化干细胞,做成的生物人工肝可以更有效地治疗肝衰。猪产生的人的肝细胞,在新药研究开发中有广阔的市场前景。
  二、把白化藏猪培育成无毛白化藏猪,用于化妆品的研究开发和应用,研究化妆品对皮肤的刺激性和抗皱、防衰老等功效;还可以用于皮肤用药的效果观察或皮肤用药研究。
  三、与其他学科领域专家不同的是,实验动物学专家更侧重培育可以在生命科学领域或是医学各个临床学科普遍推广应用的实验动物新品种品系,比如白化、无毛、免疫缺陷和微型猪等实验用猪。
  花絮
  为藏猪等动物 建立了一座纪念碑

  将 藏 猪 作为药物研发、疾病模型的模式生物来加以研究,很多动物保护者可能会心生恻隐。顾为望教授团队成员的心中也会有类似的不忍。在南方医科大学松山湖实验动物养殖基地里,他们特地为藏猪、白鼠、豚鼠、兔子等代人受药的动物建立了一座纪念碑。上书“情系苍生,魂归自然”,纪念这些为人类和动物健康事业献身的实验动物。
  原标题:南医大成功培育出世界首例白化西藏小型猪
第一农经整理)

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