我國科學家研制出轉(zhuǎn)基因克隆豬：極具醫(yī)學價值

最近，由中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院成功培育出的8頭特殊轉(zhuǎn)基因克隆豬開始“生兒育女”。這種克隆豬在特定波長的激發(fā)光下可分別發(fā)出紅、黃、綠、青4種熒光，這是國際上首次獲得能同時表達四種熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因克隆豬。專家表示，這使其在疾病模型、器官移植、生物反應器等領域的應用前景更為廣闊。

水母熒光基因植入克隆豬

在位于廣州科學城的中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院科研園區(qū)，參與該項目研究的副研究員楊東山博士介紹說，在科學家賴良學博士的帶領下，研究組首先從長白豬胎兒皮膚細胞中分離出纖維細胞，進行體外培養(yǎng)。通過電穿孔的方法將編碼紅色熒光蛋白、黃色熒光蛋白、綠色熒光蛋白以及青色熒光蛋白的四種基因同時轉(zhuǎn)入纖維細胞，然后用表達四種熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因細胞進行體細胞克隆。接著，將克隆胚胎移入代孕母豬體內(nèi)，最終獲得11頭轉(zhuǎn)基因克隆豬，8頭成活。

目前，這8頭高科技轉(zhuǎn)基因克隆豬已健康成長一年多，并開始繁殖下一代。這8頭轉(zhuǎn)基因克隆豬在正常光下看起來和普通豬沒有什么兩樣，但是，當你用特殊的熒光濾鏡去看在不同的激發(fā)光下照射的轉(zhuǎn)基因克隆豬，就會發(fā)現(xiàn)它們通體呈現(xiàn)出四種不同顏色的熒光。這些被轉(zhuǎn)入的熒光蛋白最初來自于可發(fā)光的水母，后又經(jīng)過人工突變改造獲得?？寺∝i表達的熒光蛋白將為追蹤豬組織、細胞和器官在受者體內(nèi)的存活和機能狀況提供重要的標識。

此項研究的另一重大突破在于，以往一輪克隆僅可以轉(zhuǎn)入一個基因，轉(zhuǎn)入多個基因需要進行多次動物克隆，或者進行多個轉(zhuǎn)基因動物品系之間的雜交才可獲得，而且這樣獲得的轉(zhuǎn)基因豬多個基因之間的表達常常不協(xié)調(diào)。但是，研究組卻巧妙地利用2A短肽序列將不同的熒光蛋白基因連在同一個載體上，從而只通過一輪動物克隆即成功獲得含多個外源轉(zhuǎn)基因的克隆豬，而且多個基因之間實現(xiàn)了協(xié)同表達，克服了體細胞多基因轉(zhuǎn)移的技術障礙。這種技術的突破對于異種器官移植有著非凡的意義。

隱憂：轉(zhuǎn)基因克隆技術對物種進化有影響嗎？

楊東山認為，任何一種繁殖技術的廣泛應用都會對該物種的進化產(chǎn)生一定的影響。他以奶牛的繁殖為例，“例如人工輸精技術的推廣使全世界的奶牛幾乎都源自幾頭優(yōu)秀的種公牛，奶牛品種單一化、近親繁殖的現(xiàn)象非常嚴重，長期發(fā)展下去可能影響牛的進化，世界各國已經(jīng)開始重視這個問題?！钡@并不代表人工輸精技術應該被禁止，實際上該技術仍然被廣泛應用?！叭藗兛梢酝ㄟ^采取對一些地方的品種實施保種等措施來解決這個問題?！笨寺〖夹g也不例外。楊博士認為克隆豬只是一個技術手段，應該被合理利用。由于人們對于克隆過程中的一些分子機制了解還不夠深入，克隆豬的效率還比較低，目前通過克隆技術進行大規(guī)模的繁殖擴群還是不現(xiàn)實的。目前來說，克隆技術只會應用于某些性狀優(yōu)良的個體的短期擴增，而長期的繁殖還要通過傳統(tǒng)的配種實現(xiàn)，因此短期來講不會對豬的進化產(chǎn)生重要的影響。

就轉(zhuǎn)基因動物來說，轉(zhuǎn)基因操作確實會改變該物種的進化進程。實際上，人類對家養(yǎng)動物的馴化以及此后的雜交改良過程，本身就是對這些物種進化的干預。轉(zhuǎn)基因技術加快了這一過程，它精確針對單個基因進行操作，使得對人類有利的性狀更快地集中，而且轉(zhuǎn)基因技術還可以將其他物種的優(yōu)良性狀基因引入，使得這種選擇的范圍更廣。如今科研人員只會對家養(yǎng)動物進行這樣的操作，不會對野生物種進行干預，因此只要我們合理利用轉(zhuǎn)基因技術，對轉(zhuǎn)基因的家養(yǎng)動物采取嚴格的隔離措施，這種技術不會影響其他物種的進化。

轉(zhuǎn)基因克隆豬的未來

愿景一：讓豬得老年癡呆癥和帕金森病

研究中，轉(zhuǎn)基因克隆豬成了人類疾病的“試驗場”。所謂動物疾病模型，就是讓動物患上人的病，讓研究者能反復觀察這種病的癥狀和發(fā)病機制，并進行治療藥物和手段的試驗，而轉(zhuǎn)基因克隆豬可作為動物模型運用于疾病的診斷和治療。為什么是豬，而非和人類更接近的靈長類動物？猴子、猩猩等由于是人類近親，用它們做實驗存在倫理問題。而豬和人類實際上很相似，而且不存在倫理問題。楊博士解釋，豬和人的飲食最接近，只要人能吃的豬都能吃；在體型上，小型豬的體型、器官大小和人類相似，而猴子的器官則比人類小。此外，與牛、羊等動物相比，豬的解剖結(jié)構(gòu)、代謝機制與人類更相似。他說，目前該院已獲得亨廷頓舞蹈病豬模型，目前正研究建立老年癡呆癥和帕金森病的豬模型，未來將為人類攻克這兩個頑癥帶來契機。

愿景二：把克隆豬的器官移植給人

在器官移植技術日益成熟的同時，可用于移植的供體器官來源卻嚴重不足，異種器官移植是解決器官移植短缺的最有效途徑。隨著轉(zhuǎn)基因克隆豬的誕生，器官移植的供需矛盾也許會迎刃而解。楊博士介紹，轉(zhuǎn)基因克隆豬未來有望成為異種器官移植的供體。通俗點說，就是未來人類需要移植什么器官，就可以在轉(zhuǎn)基因克隆豬身上摘取。更形象地說，轉(zhuǎn)基因克隆豬就相當于人類所需器官的制造“工廠”。但是人、豬畢竟不同種，豬的器官移植進人體內(nèi)，和其他器官之間能不“打架”嗎？況且豬的基因組內(nèi)還可能有一些對人有潛在危險的內(nèi)源性病毒基因。楊博士解釋說，轉(zhuǎn)基因克隆技術可對豬的基因進行修飾、改造，培育出基本不含“排斥基因”和危險因素的克隆豬。經(jīng)過科學方法生產(chǎn)的豬，可以具備成為“人體器官供應工廠”的“資質(zhì)”。“隨著科學發(fā)展，預計未來十年、二十年后，豬作為人體異種器官移植的供體就有可能成為現(xiàn)實?！彼f。

愿景三：人類藥物生產(chǎn)“基地”

楊東山介紹，轉(zhuǎn)基因豬可以作為生物反應器生產(chǎn)藥用蛋白。具體做法是將一些重要的蛋白藥物的基因轉(zhuǎn)入豬的基因組，在豬的乳腺等器官實現(xiàn)特異性表達，從中提取貴重的藥用蛋白。就這種應用而言，豬的乳腺就成了一個生產(chǎn)蛋白的“基地”。在制藥領域，利用轉(zhuǎn)基因動物的乳腺（或血液、尿液）來生產(chǎn)基因藥物是一種全新的生產(chǎn)模式，與傳統(tǒng)制藥技術相比，具有產(chǎn)量高、易提純、活性好等諸多優(yōu)點。此外，鮮為人知的是，轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品還有望應用于軍事和反恐領域。2007年，美國科學院院報刊登了一篇來自加拿大的報道，通過轉(zhuǎn)基因山羊大量生產(chǎn)重組的人丁酰膽堿酯酶可用于對抗生化武器。從產(chǎn)奶量看，奶山羊和奶牛是乳腺生物反應器理想的動物。但有些需要復雜修飾的蛋白經(jīng)牛、羊這樣的反芻動物的乳腺表達后可能沒有活性或活性很低，相比之下，豬乳腺具有更強的對翻譯后蛋白進行修飾的功能，因而豬乳腺是該類蛋白最理想的生物反應器。

愿景四：提高肉用豬的生產(chǎn)性能

楊博士介紹，克隆豬技術一方面可以用于頂級優(yōu)良種豬的快速擴繁，另一方面克隆豬技術與轉(zhuǎn)基因技術相結(jié)合，還可以用于培育擁有優(yōu)良性狀的新品種。但面對科技研發(fā)生產(chǎn)出來的豬肉，你敢吃嗎？對此，他表示轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題要根據(jù)具體所轉(zhuǎn)的目標基因以及轉(zhuǎn)基因的方法等進行綜合考慮。就轉(zhuǎn)基因豬而言，只要所轉(zhuǎn)入基因的產(chǎn)物對人體是安全的，通過克隆的方法獲得的轉(zhuǎn)基因豬食品應該就是安全的。況且，人類本身就是雜食動物，所有的食物進入人體都要經(jīng)過消化道的消化分解，所有的蛋白都會被分解然后才能被人體吸收，因此只要轉(zhuǎn)入的基因產(chǎn)物對人體無害，該轉(zhuǎn)基因豬食品就應該是安全的。

《廣州日報》