我國科學(xué)家研制出轉(zhuǎn)基因克隆豬：極具醫(yī)學(xué)價值

最近，由中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院成功培育出的8頭特殊轉(zhuǎn)基因克隆豬開始“生兒育女”。這種克隆豬在特定波長的激發(fā)光下可分別發(fā)出紅、黃、綠、青4種熒光，這是國際上首次獲得能同時表達(dá)四種熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因克隆豬。專家表示，這使其在疾病模型、器官移植、生物反應(yīng)器等領(lǐng)域的應(yīng)用前景更為廣闊。

水母熒光基因植入克隆豬

在位于廣州科學(xué)城的中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院科研園區(qū)，參與該項目研究的副研究員楊東山博士介紹說，在科學(xué)家賴良學(xué)博士的帶領(lǐng)下，研究組首先從長白豬胎兒皮膚細(xì)胞中分離出纖維細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)。通過電穿孔的方法將編碼紅色熒光蛋白、黃色熒光蛋白、綠色熒光蛋白以及青色熒光蛋白的四種基因同時轉(zhuǎn)入纖維細(xì)胞，然后用表達(dá)四種熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞克隆。接著，將克隆胚胎移入代孕母豬體內(nèi)，最終獲得11頭轉(zhuǎn)基因克隆豬，8頭成活。

目前，這8頭高科技轉(zhuǎn)基因克隆豬已健康成長一年多，并開始繁殖下一代。這8頭轉(zhuǎn)基因克隆豬在正常光下看起來和普通豬沒有什么兩樣，但是，當(dāng)你用特殊的熒光濾鏡去看在不同的激發(fā)光下照射的轉(zhuǎn)基因克隆豬，就會發(fā)現(xiàn)它們通體呈現(xiàn)出四種不同顏色的熒光。這些被轉(zhuǎn)入的熒光蛋白最初來自于可發(fā)光的水母，后又經(jīng)過人工突變改造獲得?？寺∝i表達(dá)的熒光蛋白將為追蹤豬組織、細(xì)胞和器官在受者體內(nèi)的存活和機能狀況提供重要的標(biāo)識。

此項研究的另一重大突破在于，以往一輪克隆僅可以轉(zhuǎn)入一個基因，轉(zhuǎn)入多個基因需要進(jìn)行多次動物克隆，或者進(jìn)行多個轉(zhuǎn)基因動物品系之間的雜交才可獲得，而且這樣獲得的轉(zhuǎn)基因豬多個基因之間的表達(dá)常常不協(xié)調(diào)。但是，研究組卻巧妙地利用2A短肽序列將不同的熒光蛋白基因連在同一個載體上，從而只通過一輪動物克隆即成功獲得含多個外源轉(zhuǎn)基因的克隆豬，而且多個基因之間實現(xiàn)了協(xié)同表達(dá)，克服了體細(xì)胞多基因轉(zhuǎn)移的技術(shù)障礙。這種技術(shù)的突破對于異種器官移植有著非凡的意義。

隱憂：轉(zhuǎn)基因克隆技術(shù)對物種進(jìn)化有影響嗎？

楊東山認(rèn)為，任何一種繁殖技術(shù)的廣泛應(yīng)用都會對該物種的進(jìn)化產(chǎn)生一定的影響。他以奶牛的繁殖為例，“例如人工輸精技術(shù)的推廣使全世界的奶牛幾乎都源自幾頭優(yōu)秀的種公牛，奶牛品種單一化、近親繁殖的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，長期發(fā)展下去可能影響牛的進(jìn)化，世界各國已經(jīng)開始重視這個問題。”但這并不代表人工輸精技術(shù)應(yīng)該被禁止，實際上該技術(shù)仍然被廣泛應(yīng)用。“人們可以通過采取對一些地方的品種實施保種等措施來解決這個問題?！笨寺〖夹g(shù)也不例外。楊博士認(rèn)為克隆豬只是一個技術(shù)手段，應(yīng)該被合理利用。由于人們對于克隆過程中的一些分子機制了解還不夠深入，克隆豬的效率還比較低，目前通過克隆技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的繁殖擴群還是不現(xiàn)實的。目前來說，克隆技術(shù)只會應(yīng)用于某些性狀優(yōu)良的個體的短期擴增，而長期的繁殖還要通過傳統(tǒng)的配種實現(xiàn)，因此短期來講不會對豬的進(jìn)化產(chǎn)生重要的影響。

就轉(zhuǎn)基因動物來說，轉(zhuǎn)基因操作確實會改變該物種的進(jìn)化進(jìn)程。實際上，人類對家養(yǎng)動物的馴化以及此后的雜交改良過程，本身就是對這些物種進(jìn)化的干預(yù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)加快了這一過程，它精確針對單個基因進(jìn)行操作，使得對人類有利的性狀更快地集中，而且轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可以將其他物種的優(yōu)良性狀基因引入，使得這種選擇的范圍更廣。如今科研人員只會對家養(yǎng)動物進(jìn)行這樣的操作，不會對野生物種進(jìn)行干預(yù)，因此只要我們合理利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，對轉(zhuǎn)基因的家養(yǎng)動物采取嚴(yán)格的隔離措施，這種技術(shù)不會影響其他物種的進(jìn)化。

轉(zhuǎn)基因克隆豬的未來

愿景一：讓豬得老年癡呆癥和帕金森病

研究中，轉(zhuǎn)基因克隆豬成了人類疾病的“試驗場”。所謂動物疾病模型，就是讓動物患上人的病，讓研究者能反復(fù)觀察這種病的癥狀和發(fā)病機制，并進(jìn)行治療藥物和手段的試驗，而轉(zhuǎn)基因克隆豬可作為動物模型運用于疾病的診斷和治療。為什么是豬，而非和人類更接近的靈長類動物？猴子、猩猩等由于是人類近親，用它們做實驗存在倫理問題。而豬和人類實際上很相似，而且不存在倫理問題。楊博士解釋，豬和人的飲食最接近，只要人能吃的豬都能吃；在體型上，小型豬的體型、器官大小和人類相似，而猴子的器官則比人類小。此外，與牛、羊等動物相比，豬的解剖結(jié)構(gòu)、代謝機制與人類更相似。他說，目前該院已獲得亨廷頓舞蹈病豬模型，目前正研究建立老年癡呆癥和帕金森病的豬模型，未來將為人類攻克這兩個頑癥帶來契機。

愿景二：把克隆豬的器官移植給人

在器官移植技術(shù)日益成熟的同時，可用于移植的供體器官來源卻嚴(yán)重不足，異種器官移植是解決器官移植短缺的最有效途徑。隨著轉(zhuǎn)基因克隆豬的誕生，器官移植的供需矛盾也許會迎刃而解。楊博士介紹，轉(zhuǎn)基因克隆豬未來有望成為異種器官移植的供體。通俗點說，就是未來人類需要移植什么器官，就可以在轉(zhuǎn)基因克隆豬身上摘取。更形象地說，轉(zhuǎn)基因克隆豬就相當(dāng)于人類所需器官的制造“工廠”。但是人、豬畢竟不同種，豬的器官移植進(jìn)人體內(nèi)，和其他器官之間能不“打架”嗎？況且豬的基因組內(nèi)還可能有一些對人有潛在危險的內(nèi)源性病毒基因。楊博士解釋說，轉(zhuǎn)基因克隆技術(shù)可對豬的基因進(jìn)行修飾、改造，培育出基本不含“排斥基因”和危險因素的克隆豬。經(jīng)過科學(xué)方法生產(chǎn)的豬，可以具備成為“人體器官供應(yīng)工廠”的“資質(zhì)”。“隨著科學(xué)發(fā)展，預(yù)計未來十年、二十年后，豬作為人體異種器官移植的供體就有可能成為現(xiàn)實?！彼f。

愿景三：人類藥物生產(chǎn)“基地”

楊東山介紹，轉(zhuǎn)基因豬可以作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白。具體做法是將一些重要的蛋白藥物的基因轉(zhuǎn)入豬的基因組，在豬的乳腺等器官實現(xiàn)特異性表達(dá)，從中提取貴重的藥用蛋白。就這種應(yīng)用而言，豬的乳腺就成了一個生產(chǎn)蛋白的“基地”。在制藥領(lǐng)域，利用轉(zhuǎn)基因動物的乳腺（或血液、尿液）來生產(chǎn)基因藥物是一種全新的生產(chǎn)模式，與傳統(tǒng)制藥技術(shù)相比，具有產(chǎn)量高、易提純、活性好等諸多優(yōu)點。此外，鮮為人知的是，轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品還有望應(yīng)用于軍事和反恐領(lǐng)域。2007年，美國科學(xué)院院報刊登了一篇來自加拿大的報道，通過轉(zhuǎn)基因山羊大量生產(chǎn)重組的人丁酰膽堿酯酶可用于對抗生化武器。從產(chǎn)奶量看，奶山羊和奶牛是乳腺生物反應(yīng)器理想的動物。但有些需要復(fù)雜修飾的蛋白經(jīng)牛、羊這樣的反芻動物的乳腺表達(dá)后可能沒有活性或活性很低，相比之下，豬乳腺具有更強的對翻譯后蛋白進(jìn)行修飾的功能，因而豬乳腺是該類蛋白最理想的生物反應(yīng)器。

愿景四：提高肉用豬的生產(chǎn)性能

楊博士介紹，克隆豬技術(shù)一方面可以用于頂級優(yōu)良種豬的快速擴繁，另一方面克隆豬技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相結(jié)合，還可以用于培育擁有優(yōu)良性狀的新品種。但面對科技研發(fā)生產(chǎn)出來的豬肉，你敢吃嗎？對此，他表示轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題要根據(jù)具體所轉(zhuǎn)的目標(biāo)基因以及轉(zhuǎn)基因的方法等進(jìn)行綜合考慮。就轉(zhuǎn)基因豬而言，只要所轉(zhuǎn)入基因的產(chǎn)物對人體是安全的，通過克隆的方法獲得的轉(zhuǎn)基因豬食品應(yīng)該就是安全的。況且，人類本身就是雜食動物，所有的食物進(jìn)入人體都要經(jīng)過消化道的消化分解，所有的蛋白都會被分解然后才能被人體吸收，因此只要轉(zhuǎn)入的基因產(chǎn)物對人體無害，該轉(zhuǎn)基因豬食品就應(yīng)該是安全的。

《廣州日報》