转基因动物是基因人工操作的产物,按需求可通过外源目的基因直接引入或组入到宿主受体细胞中并获得有效表达。该细胞(或称"工程细胞")借用"代母"的培养、分化,发育成带有外源基因的动物个体,故称之为"转基因动物"。
这种新型转基因动物可繁殖后代,目前培育的转基因哺乳动物如猪、牛、羊等方面的研究已显示很大的优势。这些巨型转基因动物与转基因小动物相比,生产药用价值产品产量高、成本低。目前,外源目的基因的表达局限于乳腺,较少受整个动物的影响。而且,动物乳腺对蛋白质进行复杂而专一的翻译后加工过程类似于人体,从而可获取xx活性较高的产品。
转基因猪
在美国,已培育出一头转基因猪,能生产人体血液蛋白,而此蛋白不会有感染病毒的危险。1头母猪1年能产300升奶,每升奶含有1克C蛋白,这比正常人血液中C蛋白的浓度要高200倍,而血友病患者很需要这种C蛋白。科学家还培育出另一种既含C蛋白,又含呋喃妥因的转基因猪。呋喃妥因是一种复杂的酶蛋白,若其数量不足,可使C蛋白不成熟、不活跃。此转基因猪能同时产生两种蛋白,其生产的活性C蛋白能力要比单产的转基因猪高32倍。
我国武汉降生的一头转基因猪是通过白蛋白合成的基因转入猪中而培育出的。其血液中含有人体白蛋白的有效表达,可从转基因猪血液中提取白蛋白50克/升。
美国一家生物移植公司培育一种新型转基因猪,其组织器官用于患者器官移植大有希望。除了猪组织器官与人体有较大类似性之外,研究人员还证实,猪体内固有的猪生逆转录病毒在进化过程中已与猪的基因结合在一起,成为猪体组织一种组成成分,但此病毒不会传染给人。如果这一结论确实可靠,该病毒与其宿主表现高度的"溶源性"、不回复突变、不给人体造成危害等特点,故此类转基因猪的各组织器官供患者移植之用是可能的。最近,我国科研工作者也研究成功了一种可供xx病人移植用的转基因猪皮,经小范围临床应用已取得满意效果。外源异种皮肤用于xx患者已显其创面愈合质量高、增生性xx显著减少、存活时间长、抗排斥反应和较强的免疫功能等特性。
转基因羊
人类培育的最早的转基因羊叫多莉,其奶汁中含有能xx血友病的人体凝血因子。可惜的是所产凝血因子的效率非常低。究其原因在于,向宿主植入外源DNA片段时,由于无法准确定位,DNA片段经常插入染色体上的错误区域。
要想改变这种状况,就需采用xx基因定位技术。英国研究者采用此项技术成功地将人染色体DNA片段植入绵羊细胞染色体的特定区域,而后按培育克隆"多莉"羊的细胞核移植技术克隆出羊羔,在12头羊中有两头显示了基因正确改造后的特征并能有效表达。这两头转基因绵羊的成功为有效改造哺乳动物特定基因,如有毒蛋白基因、致癌基因等开辟了新途径。此两羊乳腺具有产生人体α1抗胰蛋白酶的能力,乳汁检测结果表明,奶汁中此酶蛋白含量丰富。这项研究有望实现对各种动物的基因进行剔除、关闭等操作,也就是说,去掉那些有毒害的蛋白基因,从而比较高效率地培育各种转基因动物。例如,疯牛病是一种毒蛋白侵染的结果,如能剔除牛身上产生毒蛋白的基因,则可使牛避免患疯牛病的危险。同样,若能剔除动物身体中引起排异反应的物质基因,则可使动物组织器官能顺利地移植于人。
转基因奶牛
英国一家公司用转基因技术培育了一头叫"罗斯"的转基因奶牛,并从其奶中获取含有与人乳相同成分-α乳清蛋白。这种含多种必需氨基酸的乳清蛋白是婴儿健康所必需的。其后,芬兰培育成功可生产含红细胞生成素的转基因奶牛,从理论上计算,1年内可从这头转基因牛的奶中得到60~80公斤红细胞生成素,其产量比目前全世界红细胞生成素的用量还多得多。可见,这一转基因奶牛不仅能为人造血液提供纯净的造血因子,而且其所产牛奶能补充造血因子成分,从而为贫血患者带来福音。美国一家公司采用核移植技术培育出转基因牛(还有猪和兔),其生产的xx可用来xx人类遗传病、传染性疾病、组织骨骼损伤和心血管病等疾病。
转基因克隆哺乳动物
转基因技术与克隆技术的有机结合,将会培育出多功能、多用途的"转基因克隆哺乳动物",使之成为真正的{zy}良的"活体生物反应器",以生产更珍贵医药产品及{zj0}的肉奶产品。我国扬州大学与中国科学院合作利用转基因山羊的胎儿体细胞克隆山羊取得成功,其成功率是克隆羊"多莉"的10~20倍。
转基因鱼
研究转基因鱼的目的有两方面:一是提高鱼的产量以满足人类食用需要;二是从转基因鱼中生产医药产品。美国研究人员将两种鱼类基因,即生长xx基因和xx该基因的基因转移到一种鲑鱼体内而获得有效表达。这种转基因鱼的生长速度是正常鱼的10倍。科学家预测,2025年将大量养殖这些转基因鱼,其产量可满足全世界食用的需要。
从转基因鱼中开发医药产品是当前研究的热点。有一种淡水鱼即罗非鱼,其体内有两种胰腺:一是分泌消化酶,一是分泌胰岛素。此胰腺主要由多个胰岛聚在一起构成的,分离鱼体内胰腺细胞并不难,比起从猪或人体中获取胰腺细胞要容易得多。加拿大研究人员已将鱼的胰岛植入大家鼠及小家鼠体内取得成功,并具有分泌胰岛素的功能。可惜这有两个不足:一是胰岛素产率不高;二是鱼胰岛素与人胰岛素相比差17个氨基酸,有待对鱼胰岛素基因进行改造,或用人胰岛素基因对其进行修饰。新的实验结果表明,经修饰含有人胰岛素基因的罗非鱼卵子,受精后孵化的鱼苗体内可呈现人胰岛素基因及其表达。这样有望育出能分泌人胰岛素的罗非鱼新品种,从而为糖尿病患者提供新的食物源及药品。
近来,我国培育能生产药用蛋白的转基因哺乳动物有了很大发展。如研究者将人生长xx基因整合到兔子胚胎中,培育出含人生长xx基因的兔子已在深圳诞生。中国农业大学等单位近日成功地培育出含有人α抗胰蛋白酶基因的转基因山羊。研究人员采用显微注射法将经修正的人抗胰蛋白酶基因植入山羊原核期胚胎内,经受体母羊培育出3头含有α抗胰蛋白酶基因的转基因山羊,预计它可繁衍后代。据了解,这项"转基因动物实验"的成功率已达到了14%。