基因敲除免疫缺陷小猪模型在广州诞生

2014-07-11 | 作者: 靳颖姝 | 标签: 基因敲除免疫缺陷小猪





基因敲除的免疫缺陷小猪很容易生病。受访者供图

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广州萝岗区某个基地里,科学家们正精心饲养着一群身价不菲的实验小猪。身价有多贵?比如近日刚出生的27头基因敲除免疫缺陷小猪,每头单价或将超过30万元。它们将成为“活试管”替人类患上各种疾病以检测药效。它们还可以成为干细胞治疗、免疫重建、人源化动物器官等实验的动物模型。

比小白鼠更适合临床科研的小猪

中科院广州生物医药与健康研究院(以下简称“广州生物院”)赖良学博士的研究团队,近日成功利用靶向基因敲除技术“敲”掉了掌管小猪免疫系统的关键基因“RA G基因”,最终获得了“重症联合免疫缺陷小型猪模型”,该研究成果于6月27日在线发表在美国《免疫学杂志》上。

据该团队成员杨化强博士介绍,从上世纪六七十年代起,西方一些科学家就开始研究免疫缺陷动物模型,免疫缺陷小鼠曾被广泛运用于感染免疫、炎症、肿瘤和干细胞等相关研究。但小鼠在体形、寿命和对炎症的免疫反应机制等与人类相差较大,在疫苗的开发、药物筛选与临床评价、干细胞治疗的长期跟踪等与人类临床相关的研究中受到局限。

由于猪在体形、寿命、生理指标,特别是免疫机制等与人类相近,去年初,赖良学和杨化强等科学家开始尝试做免疫缺陷小猪的模型。

克隆出基因敲除小猪需要5个月

他们先找来一头怀孕的母猪,从刚发育35天的小猪宝宝身上分离出“成纤维细胞”。随后在实验室中,科学家利用T A LEN技术(靶向基因敲除)把这个细胞中的基因序列进行打靶修饰,分别把掌管免疫密码的关键基因RAG1、RAG2敲除掉,这个阶段的基因打靶大约需要1个月的时间。

接下来是克隆,只要1天时间。打靶好的细胞核被注入一个全新的卵子中。新组装的卵细胞再经过克隆技术发育成胚胎细胞。最后,还需要找一头正在发情的母猪来做“代孕妈妈”。经过4月怀胎,一头基因敲除的定制小猪就出生了。

“当时我们一共做了几千个克隆胚胎,移植到20多头母猪体内,但由于基因打靶技术毕竟是个对基因有创伤的技术,我们只有50%的成功几率,最终仅10头母猪成功受孕。”产出的42头小猪仔,也只存活下来27头。

免疫缺陷小猪可做“活试管”

经过检查,当时进行了RA G1/2双等位敲除的小猪都表现出了典型的重症联合免疫缺陷疾病(SCID)特征,例如胸腺萎缩、脾脏发育不良,淋巴细胞减少,体细胞基因组V(D)J重排消失,无成熟的T、B细胞。这些免疫系统缺陷导致27头小猪非常脆弱,必须生活在实验室条件下的无菌环境中。

“这些脆弱的小猪有什么用呢?”杨化强说,这么费劲获得的免疫缺陷小猪,未来有望成为“活试管”,用于肿瘤移植构建癌症模型,可以代替人类来试验各种疗法或新药的药效。此外,科学家还可以用小猪模型做免疫重建的实验,将人的免疫细胞移植给它,构建人源化的猪,用作生物反应器,或研究相关的人类疾病。更理想的状态,未来技术成熟的话,科学家还有望在小猪身上,用人源细胞嫁接培养出肝脏、肾脏等人源化器官,许多肾病、肝病患者不用再为了寻找肾源而苦苦等待。

来源:南方都市报]

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