轉(zhuǎn)基因動物(Transgenic-animals-)3PPT幻燈片

本次課所掌握內(nèi)容基因病的分類基因在醫(yī)學領域的用途反求生物學轉(zhuǎn)基因動物及實施細則轉(zhuǎn)基因動物的應用克隆動物的概念和技術過程評選為世界科技十大成果，中國科技十大成果。美、英、中、日科學家組成一個國際研究小組表示，完成對人體第22對染色體基因序列測定，破譯出這對染色體的全部遺傳密碼—生老病死秘密將被揭開。人體共有23對染色體，2-2.5萬個基因，31.647個億堿基對。第22對染色體上約有6000多萬個堿基對，23對染色體中最小的一對。染色體較短，基因種類豐富，最活躍致病染色體（基因密度在17、19、22號染色體上最高）。其基因變異與免疫反應、精神分裂、心臟病、弱智、白血病以及多種癌癥相關。人體全部遺傳密碼圖譜繪制完畢，大量關于人類生長、發(fā)育、衰老、遺傳病變秘密隨之揭開。今后100年—200年生命科學奠定基礎。隨著對人體致病基因展開全面搜索——了解各種基因功能及基因之間相互作用。人類疾病的基因型分類1、單基因?。赫?/3，6000多種遺傳病。2、多基因?。赫?/3，心腦血管疾病、惡性腫瘤、糖尿病、超敏反應、風濕病、神經(jīng)精神性疾病、吸煙嗜好（多巴胺受體基因DRD2含A1、A2、A3）。3、獲得性疾?。翰≡⑸锼录膊。ńY(jié)核病、肝炎、Aids、性病、SARS等)。人體基因中目前發(fā)現(xiàn)800多個與疾病直接相關。

基因組研究：繪制第二代解剖圖，基因組含全部遺傳密碼，此圖在遺傳信息這一層次描述人體生物學本質(zhì)和特性。人與人之間在基因組上具有多態(tài)性（細微差異所致），導致人與人之間在生理特性上具有個體差異和種族差異。

基因療法治心梗：臺灣一研究所用一種抑制血管內(nèi)皮增生基因，在豬身上成功防止了血管狹窄。

RAS—N17gene載到腺病毒上—腺病毒載體—心導管施行氣球擴張術后—把腺病毒載體釋放于血管中（使血管轉(zhuǎn)染這個基因）—阻斷血管壁細胞增生信息傳遞。高脂飼料喂豬—心梗模型—轉(zhuǎn)染gene—觀察兩年—8頭豬接受gene治療后成功免于血管再度狹窄。對照組血管明顯狹窄。

實驗結(jié)束后，醫(yī)院申請進行人體實驗。探討基因醫(yī)療用途改變現(xiàn)有醫(yī)生看病模式：

巴德年：“未來醫(yī)學應該是3P醫(yī)學，即預見、預防、個人化”。患者擁有記載個人生理和病理奧秘基因組圖，錄制磁盤，看醫(yī)生帶上磁盤即可。醫(yī)生根據(jù)磁盤上遺傳信息，做出綜合評估——將來信息化醫(yī)療將成為主流醫(yī)學。診斷技術更新：目前臨床是表型診斷，一旦確定，疾病已經(jīng)發(fā)生。以后在基因水平上提供診斷依據(jù)，產(chǎn)生基因診斷也稱DNA診斷技術。病因性基因異常，發(fā)病前即已存在，進行病前、產(chǎn)前、甚至早期胚胎診斷。疾病早防、早診、早治均有重要價值。將來孩子出生后，拿到他基因組圖，它能顯露出孩子成年后能長多高？是否色盲？是否得糖尿病？

準確告訴孩子家長將來會得什么病？人類所有疾病與基因相關。防止肥胖，找到肥胖基因（靶基因），治療對靶基因進行抑制或調(diào)控。治療方法突破：發(fā)病率和死亡率高疾病目前尚無好治療方法，國際上已有400多個基因治療方案處于研究和臨床試用階段。流行病防治將有大改觀：搞清病原微生物基因組序列（SARS）并針對其致病基因特點，針對病人設計藥物和研制疫苗?；虮＝∑泛突瘖y品得到廣泛應用：基因工程對農(nóng)作物進行改造，使出產(chǎn)的油、蛋白質(zhì)和碳水化合物具有保健功能（防止動脈硬化，骨質(zhì)疏松癥）；病原體抗原基因轉(zhuǎn)入糧食、蔬菜、水果中，食后即增加營養(yǎng)又相當于輸入防病疫苗；根據(jù)細胞衰老基因原理，生產(chǎn)抗皮膚衰老基因化妝品?；蛩幬锝M學成為藥物開發(fā)主戰(zhàn)場：各種基因功能逐漸明了，針對性設計、篩選有效藥物將成為藥物開發(fā)的主流。美國一個肥胖基因轉(zhuǎn)讓費達2000萬美圓，有潛在商用價值。一套基因組類似釣魚池，誰釣的早，誰獲利多。Pharmacogenomics(藥物基因組學)：研究基因變異所致不同病人對藥物不同反應，此基礎上研制新藥物或新用藥方法----基因功能學與分子藥理學結(jié)合。藥物基因組學區(qū)別與一般意義上基因?qū)W，不是以發(fā)現(xiàn)人體基因為主要目的，而是相對簡單用已知基因理論改善病人治療。藥物基因組學以藥物效應及安全性為目標，研究各種基因突變與藥效、安全性關系——研究基因序列變異及其對藥物反應的科學，研制高效、特效藥物重要途徑。為患者或特定人群尋找合適藥物，強調(diào)個體性，因人執(zhí)宜。有重要理論意義及廣闊應用前景。新藥開發(fā)中應用：藥物基因組學根據(jù)不同藥物效應，對基因分類，加速基因發(fā)現(xiàn)。大制藥公司和實驗室看到潛在商機，紛紛投資。尋找遺傳變異開發(fā)抗癌新藥，新藥只對腫瘤細胞起作用，對正常細胞無毒性。新藥設計、發(fā)現(xiàn)及成功應用中，認識到基因變異對藥物效應及生物效應影響非常重要。

臨床前藥理和臨床實驗中應用：臨床前遺傳變異影響newchemicalentities(新化學實體)作用，美國FDA規(guī)定，新化學實體臨床前研究包括遺傳效應對藥物代謝影響。對藥物有效或毒性變異預測實驗用于新藥臨床實驗中，篩選病人。藥物效應基因突變篩選受試者，加強臨床試驗統(tǒng)計學意義（少量例數(shù)達到統(tǒng)計學的意義）。合理用藥中應用：合理用藥核心是個體化給藥，目前主要測定藥物體液濃度，藥物動力學原理計算參數(shù)。對于血藥濃度與藥效相一致的藥物可行，對血藥濃度與藥效不一致藥物，不能達到合理個體化給藥。兩個病人診斷相同，同一藥物治療，血藥濃度相同，療效不同，傳統(tǒng)藥物動力學、藥效學原理無法解釋。要考慮到藥物作用相關位點（受體）是否發(fā)生變異？藥物作用位點變異可能發(fā)生在基因水平，也可能發(fā)生在翻譯，轉(zhuǎn)錄水平，基因水平變異相對比較容易鑒定（研究表明，基因變異與藥物效應差異更具相關性），藥物基因組學在臨床合理用藥中應用前景廣闊，以前無法解釋的藥效學現(xiàn)象找到了答案。解密青霉菌基因組：西班牙萊昂大學解密青霉菌完整基因組——有助于研制無抗藥性新型抗生素。新基因組包括1.3萬個基因，每個基因都有上千個特性，創(chuàng)造新作用；少投入獲得更多藥品；對青霉素分子進行調(diào)整，引入化學成分得到青霉素衍生物，研制出不被抗藥性破壞、更為活躍的抗生素。利用藥物基因組學原理為特定人群設計最有效藥物，提高療效，縮短病程。將來就醫(yī)，去醫(yī)院或在互聯(lián)網(wǎng)上就診，基因身份證插入電腦，同時輸入疾病和檢查相關信息，電腦就會提示選擇什么藥物，何種劑型？多大劑量？注意事項。藥物基因組學對藥物經(jīng)濟學意義：原發(fā)性高血壓涉及相關基因達70個，不同基因?qū)е滤幬锆熜Ω哐獕夯颊哂泻艽蟛顒e。治療高血壓藥物有六大類，相同藥物在某些人身上容易降解失效，療效差，副作用少；另一些人群中療效較好，不良反應較多。對不同人群藥物選擇應根據(jù)基因差別來決定。藥物基因組學產(chǎn)品提供競爭優(yōu)點：增加首選處方有效性；減少病人就診次數(shù)；減少無效處方可能性；避免毒副反應。1998年與2005年藥物基因組學市場（百萬美圓）適應癥1998年2005年心血管病8.2139.1傳染病7.3123.3中樞神經(jīng)系統(tǒng)4.372.3癌癥2.441.3其他24.8419.0反求遺傳學隨著基因工程學發(fā)展，產(chǎn)生了一個新概念和工作范圍，reversegenetics（反求遺傳學）。傳統(tǒng)遺傳學研究從表現(xiàn)型到基因型表現(xiàn)型====基因型

自然界，偶發(fā)突變或誘發(fā)一些隨機突變（白猴），表現(xiàn)型雜交分析，間接推測基因型；現(xiàn)通過外源性基因或經(jīng)過改造內(nèi)源性基因?qū)牖蚪M，隨之觀察個體及后代表現(xiàn)型，研究某一基因增加或改變，對個體生長發(fā)育影響，從基因型到表現(xiàn)型。應用領域：生物高新技術，該技術所取得成果展示轉(zhuǎn)基因動物技術在分子生物學、分子遺傳學、分子免疫學、分子藥理學、腫瘤工程學、醫(yī)學及畜牧學等領域有無限廣闊應用前景。實施細則：研究癌基因的作用及癌細胞發(fā)生、發(fā)展及抑制機理；免疫系統(tǒng)中細胞及因子相互作用；發(fā)育中基因表達、調(diào)控等提供了大量資料。集實驗動物活體內(nèi)整體水平、細胞水平和分子水平為一體，更能體現(xiàn)生命整體研究效果。基本概念及技術過程GENE（遺傳因子、遺傳單位）：控制生物性狀、遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能單位。細胞分裂時能自行復制、每一基因各位于特定染色體特定位置，由DNA合成。為目的基因提供背景動物稱partnerstrain（配系），提供目的基因品系稱donerstrain（供系）。配系最好是近交系，供系是帶有目的基因任何一種基因類型動物。隨目的基因一起導入到近交系中基因組中，隨之帶入基因:passengergene，實際工作中，隨時可能存在乘客基因。

轉(zhuǎn)基因動物：用物理、化學、生物手段將確定外源基因通過生殖細胞或早期胚胎導入動物染色體，其基因組內(nèi)穩(wěn)定整合導入外源基因，能遺傳給后代的一類動物,使其獲得人類需要新功能。利用genemanipulation（重組DNA技術）：體外對生物大分子DNA剪切、加工，把不同親本DNA分子重新組合，并把它引入到染色體上，表達出具新遺傳特性生物，打破生物種的界限。技術程序：（1）分離編碼某一目的產(chǎn)物基因（HPLApoA）或分離對動物表型有作用某一基因（OB基因）。（2）制備DNA重組子（subset），使其能在選定組織中表達，從而饒過正常存在于動物機體代謝過程。（3）將DNA重組子在體外轉(zhuǎn)移到一個剛剛受精單細胞卵中。（4）導入法：顯微注射法；逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法；精子載入法；胚胎干細胞介導法；電轉(zhuǎn)移法。不同方法，使動物基因組中包括一個外源性DNA片段，此特征一般遺傳方法不能達到。

Smartmicetosmarterhumans

Brainymice,pointingthewayforresearchthatcouldleadtohumanbabieswithhigherIQSaswellasdrugtotreadAlzheimersdiseaseandstroke.usingatinyglassneedle,thescientistsinjectedagenecarryingablueprintfortheproteininNR2Bintothenucleusofafertilizedmouseegg,thenimplantedtheresultingembryointotheuterusofamothermouse.ProductionofNR2Bproteinnormallydecreaseswithagenecorrelatingwiththelossofmemoryandlearningabilitycommonlyexperiencedbyoldpeople.制備轉(zhuǎn)基因小鼠的技術程序

供體母鼠超數(shù)排卵合籠配種取受精卵基因注射受體母鼠假孕母鼠與結(jié)扎公鼠合籠分娩產(chǎn)崽采樣、提取DNA轉(zhuǎn)基因小鼠表達的轉(zhuǎn)基因小鼠PMSGHCG見栓鼠脫頸處死消化SouthernPCRWesternELISA移入輸卵管轉(zhuǎn)基因動物出現(xiàn)死亡現(xiàn)象分析：顯微注射本身對胚胎染色體損傷以及整個發(fā)育過程發(fā)生染色體傷害；外源基因插入引起致死性突變；某些情況下，胚胎發(fā)育期間轉(zhuǎn)基因表達也可能是有害作用?；蛘洗嬖谌N形式；有效整合，無效整合，毒性整合。轉(zhuǎn)基因在臨床和基礎學科方面的應用

器官移植中應用：1905年，法國princeteau進行世界上第一例臨床異種移植手術，將兔腎植入腎衰兒童體內(nèi)，16d死于肺感染。1954年，諾貝爾獎獲得者廖里移植腎臟成功。1967年，南非伯納德開心臟成功移植之先河。全世界至今接受心、肝、腎移植者不下30萬例。在臨床，同種異體器官移植中，隨著外科手術成功，免疫抑制劑不斷發(fā)展，移植成功率提高而出現(xiàn)供體短缺現(xiàn)象，異種移植將成為解決器官短缺一個途徑。我國有2000萬盲人渴望重見光明，每年只有400人有幸能做角膜移植，比例是5000:1。中國透析與移植研究會會長唐孝達教授透露，全國約有100萬～150萬人需要通過器官移植來根治疾病，每年僅能實施手術1.3萬例，相當于大約100位患者中只有1位能得到及時救治。腎臟移植：1年我國腎臟移植5500多例，居亞洲之首，滿足不了患者需求，每年新增尿毒癥患者達12萬人。得不到器官供體，絕大多數(shù)患者得不到救治，許多患者在痛苦無助等待中，走到了生命盡頭。具統(tǒng)計，60余萬人通過他人捐獻的器官獲得新生。美國每年大約有66000余人通過他人捐獻的器官獲得新生；新病人不斷加入到等待器官行列中；1/2患者有機會接受移植，1/5患者在等待中死亡。

移植動物器官特點：動物器官取之不盡；動物器官比人造器官更具自然和生物性；動物器官隨要隨取。人類器官在捐獻者死亡（非腦死亡）可做移植的最長有效時間：心臟4小時，肝臟24小時，腎臟48小時，角膜幾個星期。1992年，California一位學者將猴肝臟植入一名女孩，手術很成功，幾周后因免疫排斥反應而死。豬是人類最適合異種器官供體？幾千年來，與人朝夕相處食肉動物，被眾多科學家稱為最佳供體。其優(yōu)點：器官大小與人相仿；易于繁殖，成熟周期短，一胎多崽；作為食肉動物，在倫理學方面更易被人接受。豬與人共同生活達數(shù)千年，很少源自豬疾病發(fā)生在人身上。豬和人的臟器重量比脾臟0.15：0.21胰臟0.12：0.10睪丸0.65：0.45眼0.27：0.43甲狀腺0.618：0.029腎上腺0.006：0.29其他器官8.3：9.4

人與三月齡小豬皮膚結(jié)構(gòu)厚度比較（mm）皮膚結(jié)構(gòu)人小豬皮膚2.0（0.5-3.0）1.3-1.5表皮0.07-0.170.06-0.17真皮1.7-2.00.93-1.7表皮和真皮厚度比1：241：24異種移植因超急性排斥反應（HAR）而阻礙其發(fā)展——補體激活及天然抗體（NA）存在是引起HAR兩大因素。目前技術，豬器官無法永久移植到人體內(nèi)，代替人臟器工作一定小時，利用這段時間尋找臟器捐獻者。1995年起，英國學者導入免疫抑制基因CD59（膜反應抑制物），DAF（衰變加速因子）等來抑制異種供體器官植入受體觸發(fā)的一系列免疫應答及炎癥反應（存活1小時心臟延長至40d）。補體激活由一系列補體激活調(diào)節(jié)物質(zhì)（RCA）調(diào)控。若將豬內(nèi)皮細胞表達人RCA，把激活T細胞關閉，保護其供體器官免于補體激活引起內(nèi)皮細胞溶解、破壞，提高移植物存活率。

對供體器官進行基因修飾后導入受體補體抑制蛋白特異性基因插入供者內(nèi)皮細胞----產(chǎn)生供受體“嵌合體”，對供體產(chǎn)生特異性免疫耐受。轉(zhuǎn)基因之后，動物血管壁上附有一種蛋白質(zhì)，可阻止人類補體造成傷害，能蒙騙人免疫器官不被識別和排斥----使器官移植不依賴于免疫抑制劑或骨髓移植，放射法誘導免疫耐受之苦。美國明尼蘇達州克里斯托夫為首研究小組創(chuàng)下在狒狒體內(nèi)移植豬心臟后100d狒狒仍存活記錄＞為人類兩年后移植豬心臟奠定基礎。臺灣大學醫(yī)院朱樹勛報告中說：“中國傳統(tǒng)諺語—狼心狗肺很可能在21世紀因異種器官移植而成為事實”。未來80歲老人，他（她）的心臟可能是20歲，肝臟30歲，角膜40歲。未來年齡定義也會相當模糊。

腫瘤學研究中的應用美研究人員確認腫瘤生長和擴散所需兩種基因（Id1、Id2）----存于負責為腫瘤輸送營養(yǎng)的血管內(nèi)。小鼠兩種基因去除，置于三種不同腫瘤環(huán)境中----顯現(xiàn)出阻止腫瘤生長抵抗力。根據(jù)試驗結(jié)果研制出使2種基因失去活力藥物。注：兩種基因?qū)ε咛グl(fā)育很重要，對成人影響甚微。近10多年腫瘤學研究最大突破是發(fā)現(xiàn)了癌基因，迄今已發(fā)現(xiàn)100多個。研究證實，各種脊椎動物都帶有癌基因，常情況下并不引起癌變，某些情況下，才能被激活致使癌基因發(fā)生擴增。癌基因（存于動物細胞內(nèi)）----某些條件作用下----抑制基因減少、細胞周期調(diào)節(jié)基因表達紊亂、癌基因擴增、癌基因-CH3丟失----細胞癌變。建立攜帶有腫瘤基因的轉(zhuǎn)基因動物是癌基因活性和腫瘤發(fā)生研究一種極為重要方法。乳腺癌轉(zhuǎn)基因小鼠研究表明：（1）腫瘤生長與正常細胞同樣受內(nèi)源激素組織內(nèi)多肽生長因子調(diào)控，異常增生是癌基因和腫瘤抑制基因遺傳改變，導致更多惡性細胞克隆增長。（2）轉(zhuǎn)基因動物研究支持了腫瘤發(fā)生至少需要兩次轉(zhuǎn)化腫瘤多步發(fā)生假說（轉(zhuǎn)入癌基因在動物各個器官都能表達，僅有少數(shù)幾個器官會發(fā)生癌變）。（3）利用轉(zhuǎn)基因技術可制備某些高頻率發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)基因動物加深對腫瘤發(fā)生了解，分析某一組織前癌狀態(tài)，分析研究腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程。同濟醫(yī)大普查肝癌N-ras，C-myc癌基因異常早期表達---對肝癌形成起到啟動作用。（4）利用處于前癌狀態(tài)轉(zhuǎn)基因動物，為腫瘤多步發(fā)生中“第二步打擊因子”實驗提供強有力手段。（5）將不同癌基因再導入前癌狀態(tài)動物，證實它們對腫瘤發(fā)生、發(fā)展不同影響，為抗癌治療建立更多可靠動物模型。探討外來癌與動物原癌基因表達與癌轉(zhuǎn)化及動物遺傳背景與外界激活因素關系。轉(zhuǎn)基因動物在腫瘤病因?qū)W、發(fā)病學和治療學應用研究中具有十分重要意義。

免疫學研究中應用Brinster將一種功能性重排小鼠免疫球蛋白K基因注入小鼠受精卵，建立了轉(zhuǎn)基因小鼠，研究結(jié)果顯示：重排IgG基因包含了所有組織特異性表達所需信息，不管導入功能性重排IgG基因整合于小鼠染色體什么位點，連續(xù)傳代中都能獲得穩(wěn)定和正常表達（結(jié)論：導入功能性K輕鏈基因控制內(nèi)源性輕鏈基因重排能力與轉(zhuǎn)基因高水平表達）；Babinet發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因小鼠產(chǎn)生HBsAg，6個月內(nèi)沒有任何病理變化，表現(xiàn)為一種持續(xù)帶毒狀態(tài)。結(jié)果驗證一種假設：乙肝病人肝細胞損傷不是由HBsAg表達直接引起，肝細胞膜上病毒抗原發(fā)生免疫反應所致；用轉(zhuǎn)基因小鼠模型來研究免疫耐受與肝細胞損傷關系以探討發(fā)病機理；轉(zhuǎn)基因小鼠為研究第I和第II型MHC功能提供了新手段。MHC表達產(chǎn)物主要負責細胞間相互識別及抗原提呈，腫瘤免疫中，主要以I類分之為主,II類與自身免疫病高度相關。

遺傳性疾病研究中應用數(shù)字表明，91%人最終死于與遺傳因素有關疾病?；蛑委煟ǚ肿油饪疲橹委熯z傳性疾病開辟了有效途徑。將正常外援基因?qū)肷矬w靶細胞內(nèi)以彌補其缺失基因，關閉或降低異常表達基因，達到治療遺傳病目的。目的基因+反轉(zhuǎn)錄病毒（載體）----重組、包裝----病毒顆粒（competence）----轉(zhuǎn)染----受體細胞------genetransfer。MT-rGHDNA轉(zhuǎn)移到一種“侏儒癥”小鼠生殖系，構(gòu)建融合基因，轉(zhuǎn)基因個體比侏儒癥小鼠長大了三倍。說明動物生殖缺陷可通過轉(zhuǎn)基因加以矯正。重組反轉(zhuǎn)錄病毒將所攜帶功能目的基因整合到受體細胞的染色體上，目的基因表達產(chǎn)物將彌補原來缺失基因產(chǎn)物，達到治療遺傳病目的。Quaking（顫抖）型小鼠，一種髓性基質(zhì)蛋白（MBP）基因隱性突變所致。正常小鼠的MBP基因?qū)隥uaking小鼠受精卵，得到轉(zhuǎn)基因顫抖小鼠不再顫抖。生殖系基因治療研究對動物完全可行，對于人類基因治療有重要借鑒意義。病毒性疾病研究中應用SARS研究；禽流感研究；AIDS；H1N1研究都以轉(zhuǎn)基因動物為模型。（1）病毒有其固有宿主范圍。把病毒DNA導入胚胎，整合表達，打破病毒固有宿主范圍，產(chǎn)生與正常宿主同樣病理變化，更大范圍內(nèi)建立病毒致病模型及對其進行更廣泛深入研究。（2）將人脊髓灰質(zhì)炎病毒感染宿主受體基因?qū)胄∈?，獲得對該病毒易感轉(zhuǎn)基因小鼠，替代猴子檢測口服疫苗能力。（3）乙肝病毒X基因（與肝癌相關），S基因，C基因（變異與病毒活動密切相關）等特定基因?qū)胄∈蠡蚪M，研究特定基因表達產(chǎn)物對乙肝致病機理。有人接種乙肝疫苗沒產(chǎn)生抗體？HBV-S變異，使HBsAg陰性，已感染乙肝病毒。（4）將病毒全基因組DNA導入小鼠基因組，轉(zhuǎn)基因小鼠不僅具有表達病毒蛋白能力，能進行病毒DNA復制。

改良和培育動物新品種方面應用物種選擇方法培育動植物新品種，經(jīng)典育種方法在兩個方面受到限制。遺傳信息只能在同種或親緣關系很近種間才可能變換重組；其次選擇先決條件是變異或突變，天然突變頻率極低。重組DNA技術使親緣關系十分遙遠種間遺傳信息進行交換和重組（Transposons），在很短時間內(nèi)產(chǎn)生服從于人意志的突變。（1）體外重組代表優(yōu)良性狀基因?qū)雱游锸芫?，培育?yōu)良性狀動物新品種。改良目的：增加動物新遺傳品質(zhì)（高生長率、瘦肉率、食物利用率、抗病率，增加皮、毛和乳品的產(chǎn)量及質(zhì)量），培育出很多動物新品種。英國羅斯林研究所培育轉(zhuǎn)基因雞蛋具抗癌和治療其他疾病作用。預防動物免遭傳染病危害，傳統(tǒng)辦法免疫接種，效果不很理想。（2）胞內(nèi)免疫法培育抗病轉(zhuǎn)基因動物：宿主體內(nèi)表達某種病毒突變型基因有效干擾野生株病毒復制。培育出抗雞白血病組織增生病毒轉(zhuǎn)基因雞新品種。（3）轉(zhuǎn)基因動物體內(nèi)表達受干擾素誘導細胞M×1蛋白（來自粘病毒抗性基因），培育出一種對流感病毒有高度抗體轉(zhuǎn)基因小鼠。AUSTRALIA將羊毛成分蛋白質(zhì)a-白蛋白主要成分半胱氨酸基因?qū)肷窖颍庇鲛D(zhuǎn)基因山羊，使羊毛增長5%，全國羊毛收入增加3億美圓。（4）煙草商參加了最先進醫(yī)學研究煙草地里種經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術處理的煙草。收獲不是煙草原料，是有效的抗生素及抗瘧疾疫苗蛋白，無病原體傳染危險，植物病毒不易傳染給人。

生物活性物質(zhì)研究中的應用生物醫(yī)學重要價值生物活性蛋白質(zhì)基因?qū)爰倚蠡蚣仪菔芫眩l(fā)育成動物體液、血液、乳汁、腹水和尿液中收獲基因產(chǎn)物——Animalbioreactors。活發(fā)酵罐，除溫度、PH和氧氣通過生物基本單位——細胞來表達外源基因產(chǎn)物，發(fā)展為新型制藥工業(yè)基地（MolecularfarmingorGenefarming）。每年可以從哺乳動物中獲取10余種藥物。日本將菠菜FAD12基因植入豬受精卵，轉(zhuǎn)基因豬不飽和脂肪酸含量高出普通豬20%。

轉(zhuǎn)基因動物應用將理想的遺傳物質(zhì)導入動物染色體，擴大種間遺傳變異，回避有性繁殖所固有局限性，使基因能在種間關系遙遠機體間流動。

有效回避不利基因，有效性狀轉(zhuǎn)移到高產(chǎn)性能種系中。轉(zhuǎn)基因，設計并生產(chǎn)出特定實驗動物模型，研究外源基因在整體動物中表達調(diào)控規(guī)律，對人類疾病病因、發(fā)病機理和治療學起到極大促進作用。轉(zhuǎn)基因鼠惱切片證實：腦皮質(zhì)海馬部位形成大量老年斑樣結(jié)構(gòu)，形態(tài)與老年癡呆癥結(jié)構(gòu)相似。2000年，轉(zhuǎn)基因動物市場已超過12億美圓。

科學家改寫生命之書全球著名人類基因定序及解碼基因研究機構(gòu)劍橋維康基金會及加拿大多倫多病童醫(yī)院在《nature》報告:以前認為人類基因組99.9%相同;研究發(fā)現(xiàn):人類基因只有99.5%相同,每個人基因差異比先前估計的大10倍。解釋：為什麼一些人比其他人更易患上某種嚴重疾??？新圖譜將有助于科學家分辨基因變化，從新角度研究基因與其他疾病關聯(lián)性，對醫(yī)療診斷、新藥開發(fā)以及對人類進化認識有深遠影響。目前對老年癡呆癥、腎病和艾滋病研究極有幫助。

糖尿病全基因組關聯(lián)分析和藥物基因組學研究

研究目標中國漢族人群2型糖尿病的全基因組關聯(lián)分析，尋找各種與2型糖尿病患病風險以及相關性狀所關聯(lián)的遺傳因子，闡明中國漢族人群的2型糖尿病遺傳基礎；對中國人群2型糖尿病藥物基因組相關多態(tài)性基因與藥物有效性和安全性之間的關系進行研究，為我國2型糖尿病的合理用藥提供科學依據(jù)。主要研究內(nèi)容建立5000份以上中國漢族人群糖尿病患者以及2500-5000份專屬正常對照的血液、DNA樣本庫；對2000-3000個2型糖尿病病例進行全基因組關聯(lián)分析，找出致病位點；對2000-3000例服用降糖藥物的病人進行藥物治療有效、無效和發(fā)生藥物毒副反應人群分類；利用本項目已建立的藥物基因組學研究平臺技術，對其中1500-2000例2型糖尿病樣本進行藥物基因組相關基因多態(tài)性檢測，研究中國漢族人群2型糖尿病患者中藥物基因組相關基因多態(tài)性與藥物的安全性和有效性之間的關系，繪制中國漢族人群糖尿病藥物基因組HapMap圖譜；結(jié)合基因檢測結(jié)果，對其中200-500例病人進行糖尿病藥物代謝研究，確定基因型-糖尿病藥物療效/毒性-藥物代謝間的關聯(lián)性；建立我國漢族人群糖尿病全基因組關聯(lián)分析和藥物基因組學數(shù)據(jù)庫。

克隆動物

CLONE：同一個祖先細胞分裂繁殖而形成純細胞系，細胞系中每個細胞基因彼此相通，又稱無性繁殖細胞系。（無性繁殖現(xiàn)象在低等植物中存在，以一分為二的方式繁殖，高等生物的繁衍后代需兩性生殖細胞完成）。利用動物體細胞、而非生殖細胞（精子和卵子）培育出另一個成體繁殖方法也是克隆。DOLLY的主要貢獻學者其成功66%的成績歸功于坎貝爾博士：冷凍細胞用于克隆的構(gòu)想由其提出。最終導致克隆羊誕生的實驗由比爾.里奇進行。印裔分子生物學家普里姆.辛格提出“克隆”設想。維爾莫特是課題監(jiān)督人。克隆迄今為止經(jīng)歷三個階段：

第一階段是微生物克隆——由一個細菌復制出成千上萬個和它一樣的細菌；第二階段是生物技術克隆，DNA克隆，由一個DNA變出無數(shù)個DNA群體。DNA很小，單一研究很困難，把DNA注入細菌中去，隨著細菌克隆而生產(chǎn)出成千上萬個DNA；第三個階段是動物克隆，由一個細胞變成一個單個個體，在科學上屬于重大飛躍的成果。如果體細胞來自雄性動物，后代也是雄性。

1996年7月英國愛丁堡羅斯林研究所WILMUT研究小組宣布：成功克隆出“DOLLY”。步驟如下：1、用藥物促使母羊排卵，然后將未受精卵取出放置一個離心管底部，用特殊微注射管將羊卵膜刺破，吸出卵中所有染色體，得到了具活性但無遺傳物質(zhì)卵空殼；2、從一只6歲母羊乳腺中取出一個普通細胞，使乳腺細胞與卵空殼融合，電流刺激使兩者融合成一個含有新遺傳物質(zhì)卵細胞。卵細胞在試管中開始分裂，形成胚胎。當胚胎長到一定程度時；3、將其植入另一只母羊子宮中，使母羊人工懷孕產(chǎn)下小羊。Wilmut非常喜歡英國的一個著名鄉(xiāng)村歌手，歌手名為Dolly（多莉），小羊取名Dolly。Dolly有三個母親：為它提供乳腺細胞；提供卵空殼；為它懷胎。從遺傳角度來看，提供乳腺細胞的母羊才有親緣關系。

關于克隆人：在倫理方面是不人道。克隆人可能出現(xiàn)畸形、早衰、基因突變等最擔心問題。重要問題是細胞程序重編。一個精子和一個卵子在形成過程中需花很多時間編程序，而克隆技術重編程序僅需幾分鐘?？寺∪?6條染色體都來自一個親體，自然生殖嬰兒染色體來自父母兩個親體。試管嬰兒（輔助生殖技術）需要一定生殖、生理條件。一對夫婦不能正常產(chǎn)生精子或卵子，將無法用這些技術，克隆技術將成為新選擇。50歲以上體細胞克隆人，一誕生細胞就已老化，成為穿著嬰兒服老人。首位試管嬰兒在英國出世，掀起軒然大波，全世界已有30萬試管嬰兒。杭州國際克隆人會議提出；：技術不成熟不能成為反對克隆人的理由。誰也拒絕不了治療性克隆誘惑：干細胞在生命生長發(fā)育過程中是起骨干作用的原始細胞，具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能。尤其人類胚胎干細胞，可分化成200多種細胞類型，構(gòu)建人心臟、肝臟等組織器官，最后發(fā)育成完整個體。全能干細胞有可能對人類病變、衰老組織進行修補或替代。人類胚胎干細胞來源也牽涉到倫理問題：人工流產(chǎn)極早胚胎或試管嬰兒術后剩余胚胎，是不是生命？應不應該受到尊重？有學者稱，一個14天胚胎談不上讓我們尊重。解除千萬個癌癥、帕金森氏癥和需要器官患者病痛，才是對生命尊重。專家認為，人體胚胎克隆研究需非常慎重，英國允許生殖性克隆，將人和動物細胞結(jié)合起來進行克隆實驗。關于克隆瀕危動物：大熊貓是我國特有珍貴動物，被譽為國寶。其數(shù)量目前已減少到不足1000只，是國際組織列為20種瀕危物種其一。異種克隆----取出大熊貓體細胞放在實驗室內(nèi)培養(yǎng)，作為供體細胞；從家兔體內(nèi)取出未受精卵細胞，取掉細胞核，剩下細胞質(zhì)；大熊貓供體細胞移植進家兔去核卵細胞----電刺激，使兩者融合成新細胞----培育成幼胚-----植入經(jīng)過選擇大熊貓子宮中著床。遺傳物質(zhì)主要是細胞核中DNA決定，出世必將是標準大熊貓。

上海第二醫(yī)科大學和上海市轉(zhuǎn)基因研究中心共同主持“治療性克隆”研究項目，把病人體細胞移到去核卵母細胞并經(jīng)一系列處理發(fā)育至囊胚取得成功。課題列為國家級重點基礎研究項目。其整體目標，用病人體細胞移植到去核卵母細胞內(nèi)，經(jīng)過一定處理使其發(fā)育到囊胚，再利用囊胚建立胚胎干細胞，在體外進行誘導分化成特定組織或器官，如皮膚、軟骨、心臟、肝臟、腎臟、膀胱等，再將這些組織或器官移植到病人身上。利用這種方法，將從根本上解決同種異體器官移植過程中最難免疫排斥反應，解決組織和器官良好、充分的來源。最終目標是克隆出人體全身所有200多種組織和器官，饒過了精卵結(jié)合生命初始階段。黃禹錫與《SCIENCE》：他們從女性體內(nèi)取卵細胞，將細胞核去除，將本人卵丘細胞（圍繞卵細胞周圍的顆粒細胞）核注入去核卵內(nèi)，讓它們在體外發(fā)育成100個細胞胚泡期。從這些胚泡中取得細胞（內(nèi)細胞團細胞），建立胚胎干細胞系。這種細胞系經(jīng)特殊處理后，可演變?yōu)楦黝惣毎?，從而治療疾病?/p>

設想有兩個創(chuàng)新點：

一、從個體本人體細胞（除生殖細胞之外細胞）——取得核——注入其本人去核卵內(nèi)。與“多莉”不同，后者是從一只羊身上取得體細胞，將其核注入另一只羊去核卵細胞內(nèi)。

二、像黃禹錫所說：注入體細胞核后去核卵細胞繼續(xù)在試管內(nèi)發(fā)育——直至胚泡期，增殖細胞近100個，是創(chuàng)新點。通常體外培養(yǎng)的卵細胞在生長至7-8個細胞時就會死亡，無法再繼續(xù)生長。大多數(shù)只停留在動物實驗階段。黃禹錫根本不可能進行體細胞核移植。只在卵細胞和精子結(jié)合而成受精卵增殖至胚泡期時，將胚泡囊胚內(nèi)細胞團去取出，建立干細胞系。阿富汗獵犬“Snuppy”確為第一只克隆狗。定制人造染色體，可望治療血友病

在細胞里添加一整條定制人造染色體，可望成為用基因技術治療遺傳疾病一種新做法?；蚴侨旧w上片段，遺傳疾病由基因缺陷引起，完好無損基因取代有缺陷基因，治療疾病。以前基因療法的普遍做法以無害病毒為載體，將所需基因運送到患者細胞染色體需要修補地方。病毒“載重”太小，只能運送一兩個小基因，而許多疾病需要修補多個基因才能治好。要讓病毒在準確地點“卸貨”也不容易，有時病毒攜帶基因會落到染色體錯誤地方，導致癌癥?！秐ewscientists》報道，加拿大科學家以正常小鼠染色體關鍵基因為基礎，制造出人造染色體。它能像正常染色體那樣分裂和遺傳，所攜帶特定基因能發(fā)揮作用。向一部分細胞人造染色體里添加一個基因，該基因可產(chǎn)生