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基因工程——产最高效药物的转基因动物

来源:网络 时间:2008-4-21 10:43:00 点击:-
转基因动物是一种个体表达反应系统,代表了当今时代药物生产的最新成就,也是最复杂、最具有广阔前景的生物反应系统。就通过转基因动物家畜来生产基因药物而言,最理想的表达场所是乳腺。因为乳腺是一个外泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取的基因产物,不但产量高、易提纯,而且表达的蛋白经过充分的修饰加工,具有稳定的生物活性,因此又称为“动物乳腺生物反应器”。所以用转基因牛、羊等家畜的乳腺表达人类所需蛋白基因,就相当于建一座大型制药厂,这种药物工厂显然具有投资少、效益高、无公害等优点。
  从生物学的观点来看,生物机体对能量的利用和转化的效率是当今世界上任何机械装置所望尘莫及的。因此,通过转基因动物来生产药物是迄今为止人们所能想象得出的最为有效、最为先进的系统。
  转基因动物的乳腺可以源源不断地提供目的基因的产生(药物蛋白质),不但产量高,而且表达的产物已经过充分修饰和加工,具有稳定的生物活性。作为生物反应器的转基因运动又可无限繁殖,故具有成本低、周期短和效益好的优点。一些由转基因家畜乳汁中分离的药物蛋白正用于临床试验。
  目前,我国在转基因动物的研究领域,已获得了转基因小鼠、转基因兔、转基因鱼、转基因猪、转基因羊和转基因牛。20世纪90年代,国家“863”高技术计划已将转基因羊——乳腺生物反应器的研究列为重大项目。
  虽然目前通过转基因动物(家畜)——乳腺生物反应器生产的药物或珍贵蛋白尚未形成产业,但据国外经济学家预测,大约10年后,转基因运动生产的药品就会鼎足于世界市场。那时,单是药物的年销售额就超过250亿美元(还不包括营养蛋白和其他产品),从而使转基因动物(家畜)——乳腺生物反应器产业成为最具有高额利润的新型工业。
       2000年12月25日,北京三只转基因羊的问世以及在此之前各种转基因蔬菜、水稻、棉花等,使人们对转基因技术备加关注,那么转基因技术到底是一种什么样的神秘技术呢?
  北京市顺义区三高科技农业试验示范区的北京兴绿原生物科技中心总畜牧师田雄杰先生介绍说,转基因动物和转基因羊的意义,不在于羊本身,而是它们身上产出的羊奶可以提取α抗胰蛋白酶,它们中的每一只都可称为一座天然基因药物制造厂,价值连城。
  中国工程院院士、上海儿童医院上海医学遗传研究所所长曾溢滔先生认为,转基因动物是指通过实验方法,人工地把人们想要研究的动物或人类基因,或者是有经济价值的药物蛋白质基因,通常称为外源基因,导入动物的受精卵(或早期胚胎细胞),使之与动物本身的基因组整合在一起,这样外源基因能随细胞的分裂而增殖,并能稳定地遗传给下一代的一类动物。
  田雄杰先生介绍,制备转基因羊,就是将人的α抗胰蛋白酶基因通过显微操作注进母羊受精卵的雄性细胞核,并使之与羊本身的基因整合起来,形成一体,这种新的基因组可以稳定地遗传到出生的小羊身上。小山羊也成了人工创造的与它们母亲不同的新品系,它们的后代也将带有这种α抗胰蛋白酶基因。这个过程有些类植物的嫁接术。
  制备转基因动物是项复杂的工作。目前,在转基因动物研制中,外源基因与动物本身的基因组整合率低,其表达往往不理想,外源基因应有的性质得不到充分表现或不表现。实验运动如牛、羊和猪的整合率一般为1%左右。这种情况的原因可能是多方面的,首先是目的基因的问题,不同的外源基因表达水平不相同,因每个个体而异;其次是外源基因表达载体内部各个部分的组合和连接是否合理等;还有一点更重要,就是外源基因到达动物基因组内整合的位置是否合理。科学家还弄不清楚整合在哪个伴置表达高,哪个位置表达低,人们还无法控制外源基因整合的位置,而只能是随机整合。因此,整合率低也就在所难免。
  尽管转基因动物还有一些技术亟待解决,但是转基因动物研究所取得的巨大进展,特别是它在各个领域中的广泛应用,已经对生物医学、畜牧业和药物产业产生了深刻影响。
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