白猪为对照猪，两只小花猪则为ROSA26转基因小猪
中科院广州生物医药与健康院吉林大学动物医院学院教授赖良学博士和美国密西根大学王忠教授合作研究的世界首例ROSA26定点基因打靶猪模型近日在广州诞生。它们虽然走路跌跌撞撞，但是它们可是基因订制版的高级小猪!这些小猪不仅可用来进行人类干细胞相关疾病的药理研究，还有望在小猪体内“种”出人的肝脏等人源器官造福更多患者。文章发表在近期的《Cell Research》杂志上。
历时3年“敲”出转基因小猪
赖良学博士在接受采访时感慨万分，刚诞生的这批转基因小猪实在太宝贵了，花费了他和搭档3年多的心血和精力。据介绍，转基因猪的相关研究在国内外早有报道，但让许多科学家都感到头疼的是，转基因试验中，外源基因的嵌入点、拷贝数量都很难控制，“你想要一头带有某疾病抗体基因的小猪，虽然努力把这基因嵌入到胚胎中，但繁育出的小猪可能不带有这个基因，甚至带有这种基因，却未必能出现你想要的表型，好比努力种下基因的种子，但最后未必都能开花结果。是否成功全靠运气。”
这些小猪是怎么诞生的?赖良学博士介绍，这批小猪出生借助了克隆和基因打靶技术。研究人员首先在猪的基因组中找到了一个特殊基因位点“R O SA 26”，把外源的“亨廷顿舞蹈症”疾病基因“敲入”到基因组中，再经过克隆技术把该细胞变成胚胎，植入母猪体内，经过几个月的孕育，获得了转基因小猪模，经过简单的配种，即可大规模地获得第二代、第三代转基因猪。这些转基因小猪全都稳定地表达出此前敲入的“舞蹈症”基因特性。这也是世界上第一个通过R O SA 26定点敲入C re重组酶基因的大动物模型。“通俗地讲，R O SA 26相当于一个地标，而Cre重组酶相当于打靶前的中介导体。”
据悉，在国内外过去20年的转基因研究中，科学家们通过对小鼠的ROSA26基因位点的修饰，成功获得了一系列“R O SA 26转基因小鼠”。但目前该R O SA 26位点仅在小鼠、大鼠和人胚胎干细胞中被鉴定和修饰，尚未在大动物中发现及应用。
如何知道成功了?赖博士笑着说，因为敲的是一段“舞蹈症”基因，最后从培育的小猪体内检测出了这个疾病基因，“而且目测看起来，小猪走路也是摇摇晃晃的，一看就是舞蹈症患猪!”订制小猪可做治病药物模型
在此基础上，研究人员在该位点还引入了一对“异源loxp位点”，经重组酶介导的基因交换，成功将绿色荧光蛋白基因替换为红色荧光蛋白基因，由此又获得了世界上第一个重组酶介导的基因交换大动物模型。利用该模型，研究人员可以将任意基因通过该技术插入到R O SA 26位点，实现目标基因在大动物的所有组织中稳定表达。“该基因交换无需药物筛选即可获得，因而，获得的转基因猪不携带外源的药物抗性基因，这对去除转基因猪的生物、食品安全隐患具有重要意义。”
为什么该项试验选择了猪而不是其它种类的动物?赖良学解释说，从基因角度上看，猪与人类基因的相似性达到83%，因此猪在医学研究上有很大前景。“比如，因此我们可通过技术手段订制出一批患上人类疾病的小猪，进而在其身上开展药物试验或者相关治疗，这比用小白鼠作为模型要可靠得多。”
展望转基因技术未来的科研前景，赖学良介绍，猪的肝脏、胰脏等器官与人类的相似性也很高，科学家们一直在寻找将猪作为人源化器官培养体的方式。“如果未来转基因技术更加成熟，科学家将有望在猪体内培育人类的胰腺、肾脏、肝脏等器官，甚至是人类的心脏。”未来有一天，这些貌似普通的小猪身上，将能为更多需要器官移植的人“种”出带有其自身基因的安全器官，这可能意味着等待器官移植名单的终结，而且也会消除器官排斥问题。
文章链接
