中國(guó)科學(xué)家成功培育出首例轉(zhuǎn)因獼猴

1、中國(guó)科學(xué)家成功培育出首例轉(zhuǎn)基因獼猴 中國(guó)新聞網(wǎng)10月26日?qǐng)?bào)道 中科院昆明動(dòng)物研究所10月25日向媒體透露，由季維智研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組日前成功培育出中國(guó)首例轉(zhuǎn)基因獼猴。這一研究成果標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)家在非人靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究方面達(dá)到世界領(lǐng)先水平，為未來(lái)人類重大疾病的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型的深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 研究小組成員牛昱宇介紹，此項(xiàng)課題共耗時(shí)3年，目前成功培育了兩只轉(zhuǎn)基因獼猴，該項(xiàng)研究證明了一種適合用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行基因操縱的非人類靈長(zhǎng)類模型，對(duì)于有關(guān)疾病機(jī)制的生物醫(yī)學(xué)研究及基因療法和再生醫(yī)學(xué)方面治療方法的開發(fā)極有價(jià)值 由于非人靈長(zhǎng)類在生物學(xué)、遺傳學(xué)和行為學(xué)等方面與人類的高度相似性，使之成

2、為人類疾病理想的、甚至是不可替代的動(dòng)物模型，在治療、藥理藥效的臨床前安全評(píng)價(jià)至關(guān)重要。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型非常適合人類疾病的研究，特別是那些因遺傳缺陷引起的疾病，轉(zhuǎn)基因靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型能很好表達(dá)人類疾病的變異基因，這種變異不會(huì)在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中存在個(gè)體差異，并能遺傳至下一代。據(jù)悉，此項(xiàng)研究已于10月12日在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊（pnas）上發(fā)表 牛昱宇稱，由于生物學(xué)特性的差異，小動(dòng)物模型，如嚙齒類很難對(duì)人類疾病的治療做出有效判斷。例如，許多神經(jīng)退行性疾病(如老年癡呆，帕金森氏病)已建立了嚙齒類動(dòng)物模型，但這些模型在腦內(nèi)都未重現(xiàn)相關(guān)神經(jīng)的損傷和丟失。然而，由于靈長(zhǎng)類動(dòng)物較長(zhǎng)的生殖和生育周期，使靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

3、模型的建立較為困難，此前國(guó)際上僅有2009年日本科學(xué)家成功獲得一例轉(zhuǎn)基因猴報(bào)道。 此前，科學(xué)家一直在老鼠、蒼蠅身上研究轉(zhuǎn)基因技術(shù)，2009年，日本科學(xué)家們?cè)谵D(zhuǎn)基因研究上有了一項(xiàng)里程碑式的突破。他們通過(guò)改變基因的方式，讓幾只美洲絨猴長(zhǎng)出綠色熒光的四肢，而其中一只的后代現(xiàn)在也遺傳了這種特性。在靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上出現(xiàn)這種遺傳，將大大有助于對(duì)人類疾病的研究，意味著將來(lái)只要對(duì)患者使用一次轉(zhuǎn)基因技術(shù)或者基因治療法，患者后代都將獲益。比如，紅綠色盲患者只要進(jìn)行一次基因治療，后代就能根絕這種遺傳缺陷 10年前，世界第一只轉(zhuǎn)基因猴子“安迪”在美國(guó)誕生。2年前，中國(guó)第一例轉(zhuǎn)基因猴子在昆明落地，但這一消息直到今年10月

4、份才公之于眾。 “當(dāng)時(shí)沒(méi)公布，是想多等等，看看它們的發(fā)育會(huì)否異常，所轉(zhuǎn)基因能否遺傳到下一代。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人中科院昆明動(dòng)物研究所研究員季維智說(shuō)，首批培育出兩只轉(zhuǎn)基因猴子，一雌一雄，目前發(fā)育良好。 中美科學(xué)家所用猴子都是獼猴，所轉(zhuǎn)基因都是綠色熒光蛋白。昆明的兩只轉(zhuǎn)基因獼猴尚未到生育年齡，綠色熒光蛋白能否被后代復(fù)制仍然未知，但季維智不能再坐等，“國(guó)際上轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究競(jìng)爭(zhēng)激烈”。于是，10月12日的美國(guó)科學(xué)院院報(bào)上，論文以猴免疫缺損病毒為媒介將基因植入早期分裂階段胚胎造出轉(zhuǎn)基因獼猴見報(bào)。 這標(biāo)志著繼美日之后，中國(guó)成為全球第三個(gè)擁有非人靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的國(guó)家，而季維智選定的下一個(gè)攻堅(jiān)目標(biāo)是：培育帕金森綜合

5、征轉(zhuǎn)基因獼猴。 第一例來(lái)之不易 “神經(jīng)系統(tǒng)的帕金森、老年癡呆癥等，代謝系統(tǒng)的糖尿病等，現(xiàn)在無(wú)法治愈，根本原因是尚未弄清這些病的發(fā)病機(jī)理。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，特別是非人靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，可為人類重大疾病研究提供很好的平臺(tái)。” 季維智說(shuō)，有科學(xué)家用老鼠建立過(guò)帕金森綜合征、老年癡呆癥等疾病的動(dòng)物模型，但由于老鼠與人類的生物學(xué)差距太大，這些模型的腦內(nèi)并未再現(xiàn)相關(guān)神經(jīng)的損傷和缺失。而猴子與人類在生物學(xué)、遺傳學(xué)、行為學(xué)等方面高度相似，能很好表達(dá)人類疾病的致病基因 轉(zhuǎn)基因非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的培育方法并不復(fù)雜，與轉(zhuǎn)基因老鼠、轉(zhuǎn)基因兔子等基本一樣。如昆明的兩只轉(zhuǎn)基因獼猴，研究人員先從雌猴體內(nèi)取出卵子，使其體外受精，獲得81

6、個(gè)胚胎。在胚胎不同發(fā)育階段，將綠色熒光蛋白注入。經(jīng)過(guò)3-5天培養(yǎng)，有70個(gè)表達(dá)出綠色熒光蛋白。從中選出30個(gè)囊胚，植入8個(gè)“代孕媽媽”體內(nèi)，其中5個(gè)懷孕，1個(gè)三胞胎，4個(gè)單胞胎?？紤]到三胞胎難以存活，研究人員提前將其取出，經(jīng)檢測(cè)，其中一個(gè)有綠色熒光蛋白。4個(gè)單胞胎則順利出生，其中2個(gè)有綠色熒光蛋白。 這兩個(gè)小獼猴，即是中國(guó)第一例非人靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，現(xiàn)在生活在昆明南部呈貢新城一生物公司的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。 日常光照下，兩只轉(zhuǎn)基因獼猴與普通獼猴無(wú)異，大眼睛，棕黃毛。一旦有紫外線照射，它們即變得與眾不同：臉、耳朵、手掌、腳底等毛發(fā)稀疏的部位呈綠色。季維智說(shuō)，如果沒(méi)有毛發(fā)遮擋，全身發(fā)綠。 兩只轉(zhuǎn)基因獼猴的生

7、活待遇并無(wú)特殊：住所溫度在18-25之間，濕度為40%-60%，有小鋼鏡可照，有小球可把玩；一日三餐，早餐晚餐是猴餅干，午餐用青料，如蘋果、香蕉、胡蘿卜、紅薯等，下午困乏之際，可以看米老鼠與唐老鴨等動(dòng)畫片，或聽音樂(lè)。獼猴飼養(yǎng)負(fù)責(zé)人王宏說(shuō)，唯一有點(diǎn)特殊的是，對(duì)轉(zhuǎn)基因獼猴的觀察更細(xì)致，如食量、糞便、精神狀態(tài)、毛發(fā)脫落是否正常等。 由于非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物價(jià)格偏貴、生育周期較長(zhǎng)、繁殖速度慢等原因，轉(zhuǎn)基因非人靈長(zhǎng)類模型建立更為困難。轉(zhuǎn)基因獼猴的主要培育人中科院昆明動(dòng)物研究所牛昱宇博士說(shuō)，比如雌性獼猴，一只萬(wàn)余元，3歲多性成熟，每年11月到次年2月是發(fā)情期，妊娠期為170天左右，一年一胎。獼猴與人一樣，每28

8、天左右排1次卵，一次1個(gè)。為得到更多卵子，從獼猴月經(jīng)開始第1到第3天起，連續(xù)十多天給它注射激素，每天兩次，可使單次排卵數(shù)達(dá)15-20個(gè)左右下一站：帕金森轉(zhuǎn)基因猴 成功載入綠色熒光蛋白基因，以此類推，如果能將帕金森綜合征、老年癡呆癥、糖尿病、艾滋病、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥、色盲等的致病基因植入猴子體內(nèi)，進(jìn)而查清這些疾病的發(fā)病機(jī)理和治療方法，無(wú)疑是人類福音。 中國(guó)轉(zhuǎn)基因獼猴出生之際，即2008年6月份，美國(guó)研究人員宣布，培育出世界首例攜帶人類疾病基因的猴子亨廷頓舞蹈癥轉(zhuǎn)基因猴。他們將亨廷頓蛋白和綠色熒光蛋白注入成熟的獼猴卵細(xì)胞中，然后使其體外受精，從中選出30個(gè)晶胚，植入8個(gè)“代孕媽媽”的子宮內(nèi)，

9、結(jié)果6個(gè)“代孕媽媽”受孕，最后，3個(gè)“代孕媽媽”生下5個(gè)猴寶寶(其中有兩對(duì)雙胞胎)，均帶有亨廷頓蛋白和綠色熒光蛋白。 傳統(tǒng)理論認(rèn)為，亨廷頓舞蹈癥屬遺傳病，一般在30-50歲發(fā)病。到那時(shí)，患者體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)“亨廷頓蛋白質(zhì)”這種有害物質(zhì)，并聚集成塊，損壞腦細(xì)胞，特別是與肌肉控制有關(guān)的腦細(xì)胞，使患者動(dòng)作失調(diào)甚至顫搐，并伴隨情緒異常、智力衰退等癥狀，可能發(fā)展成癡呆，死亡。該病在中國(guó)的發(fā)病率很低，為萬(wàn)分之0.5-1。眼下，可用藥物延緩、控制，但無(wú)法根治。 遺憾的是，5只亨廷頓轉(zhuǎn)基因獼猴寶寶中，兩只出生不到1天即夭折，一只滿月后死亡，一只微恙，健康的只有一只。 這些亨廷頓舞蹈癥轉(zhuǎn)基因獼猴，目前是唯一被公開的人

10、類疾病轉(zhuǎn)基因猴。而季維智選定的下一個(gè)攻堅(jiān)目標(biāo)是，培育帕金森綜合征轉(zhuǎn)基因獼猴 帕金森綜合征與亨廷頓舞蹈癥一樣，也是神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，患者多為中老年，典型癥狀有動(dòng)作緩慢，肢體震顫，身軀漸失柔性變得僵硬。資料顯示，全球帕金森患者超過(guò)400萬(wàn)，其中170萬(wàn)在中國(guó)，55歲以上人群患病率達(dá)1%。很多名人曾飽受此病困擾，如*、數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)、美國(guó)前總統(tǒng)里根、拳王阿里等。 “除影響面廣以外，更關(guān)鍵的是，帕金森綜合征的致病基因基本確定?！奔揪S智說(shuō)，相關(guān)研究工作已經(jīng)開始，他有信心培育出帕金森綜合征轉(zhuǎn)基因猴子?！稗D(zhuǎn)基因人”的憂慮 目前，非人靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究有兩大難題，一是效率低，二是成本高。并非所有致病基因都可轉(zhuǎn)移到猴子身上；很多疑難疾病是多基因控制，多數(shù)多基因控制的疾病，科學(xué)家并不清楚致病基因有哪些；如果致病基因的氨基酸片段比較長(zhǎng)，沒(méi)辦法在動(dòng)物模型中表達(dá)。而且，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究每進(jìn)一步，擔(dān)憂與興奮總是如影隨形： “如果能將一個(gè)基因引入猴子，同樣的事情也可能發(fā)生在人身上”； “類似技術(shù)會(huì)被用來(lái)把想要的特性加入到人卵中，開創(chuàng)一個(gè)特制寶寶的新時(shí)代”； “科學(xué)家可能會(huì)無(wú)意間創(chuàng)造出具有理性思維或道德思考等認(rèn)知能力的動(dòng)物，挑戰(zhàn)人類與其他物