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1、转基因动物技术的应用,转基因技术是在离体条件下, 利用DNA重组技术对不同生物个体的DNA进行加工, 将具有某一特性（如抗性、耐性和生长性能等）的外源基因通过适当的载体整合到动物体内、使其表达并获得新的生物机能。,我们通常把携带了外源基因并能将其表达和遗传的动物称为转基因动物。,转基因动物技术的应用,随着基因工程的不断发展, 转基因动物技术将不断得到完善,可以广泛运用到未来的生产和生活中。,转基因动物食品,医学,生产,生活方面,1.在医学上的应用 医药卫生领域是转基因动物应用最为广泛、发展最迅速的一个领域。,（1）人类疾病动物模型建立,（2） 异体器官移植,（1）人类疾病动物模型建立,人类疾病
2、动物模型（animal model of human diseases）是指医学科学研究中所建立的具有人类疾病模拟性表现的动物实验对象和材料，是现代生物医学研究中极为重要的实验方法和手段。 转基因动物作为人类疾病模型可以代替传统的动物模型进行药物筛选，具有准确、经济、实验次数少、显著缩短试验时间等优点，现已成为人们试图进行“快速筛选”的手段。同时转基因动物模型还可以帮助基因治疗及药物的研究。,英国罗斯林研究所研究人员日前培育出一种转基因母鸡，这种母鸡下的蛋含有能够抗癌和抗其他疾病的蛋白质。这些成果为基因治疗人类疾病奠定了基础，使人类的各种疑难杂症可能得到有效治疗，实现医疗史上的一大飞跃。,目前
3、已建立了人胰岛素的转基因小鼠模型以及与人类发病机理相似的阿尔茨海默症（AD）转基因动物模型。 AD转基因动物模型有助于我们了解AD的发病机制，进一步研究针对病因治疗的药物。,（2） 异体器官移植,转基因动物还可以用来生产人体需要的各类“ 部件”。,器官移植术是目前治疗器官功能衰竭等疾病的首选技术，为很多患者带来了希望。 但是，供体器官来源短缺极大地制约着该技术的发展。如果利用转基因动物可以在动物体上培育人体器官，就能有效缓解器官供需间日益突出的矛盾。,转基因动物器官移植就是临床医生将人体内一个或几个异常而又无法医治的器官, 用手术切除掉, 将转基因动物正常的器官从其机体内取出, 植入需要器官移
4、植的人体内的一种高新技术。,在人用器官供体培育方面, 最早是用小鼠进行实验, 现在已生产出了可为人类提供器官的转基因猪。由于转基因猪与人在解剖和生理方面具有许多相似的生物学特性, 因而被视为人类器官移植的理想材料。,但是转基因动物器官移植这种高新生物医学技术所涉及的未知的、不确定的因素太多, 属于基因工程中风险最大的应用领域涉及的面广。,风险,异体排斥反应,跨物种感染,a、异体排斥反应,大多数不同种属的动物体内存在着针对异种器官的天然抗体, 因而异种器官植入后, 将立即被受体血液中的天然抗体所识别, 通过活化补体, 导致植入的移植器官在几个小时内就被排斥。 虽然科学家们已基本能够在一定程度上解
5、决异种器官移植常发生的移植器官的急性排斥反应。但是现阶段, 这样的器官还只能是短期代用, 而不能永久移植。,b、跨物种感染,一般情况下不会感染人的病毒通过异种器官移植提供的细胞之间的亲密接触的机会可能感染人或者与人的病毒重组形成更危险更致命的病毒，而且免疫系统受到抑制的移植受体比一般人更容易被感染。,更加重要的是，转基因动物带的未知病毒是否会从移植受体扩散出去，从而传播到其他人造成疫病大流行，引起流行病？ 这些问题不得不引起重视。,1997 年，英国科学家发现, 猪有遗传病毒的迹象。该病毒潜伏在猪肾脏细胞内的基因中, 它们对猪是无害的, 但对人体有害。 因此, 英国政府已明令禁止转基因猪器官在
6、人体内研究。 研究表明, 内生性逆转录病毒不但存在于每一只猪的每一个细胞中, 而且插入了猪的遗传物质, 使得几乎不可能从供体猪的身体中消灭该病毒。 器官移植后该病毒有可能会从猪的器官中出来插入人类细胞的遗传物质中, 引起人类遗传物质的突变, 增加癌症的风险。 因此, 转基因动物器官移植可能带来的跨物种感染, 目前不能给这个风险定量, 但知道它确实存在, 并且可能殃及人类。一旦跨物种感染成为可能, 所产生的后果是严重的。,2.在生产上的应用,（1）促进动物生长，提高生长性能。,（2）提高抗病性和适应性,通过导入外源性生长激素基因，改造动物原有的基因组，从而达到加快动物生长速度，提高肉、蛋、奶等产
7、品的产量，提高饲料利用率的目的。,对牛、羊等家畜进行基因转移，可以有效提高家属的抗病、耐寒能力，改善其性状。,（3）动物生物反应器,动物生物反应器是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源蛋白的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术，这些蛋白一般是药用蛋白或营养保健蛋白。 其中动物乳腺生物反应器是目前生产外源蛋白最有效的生物反应器，也是目前国际上唯一证明可以达到商业化生产水平的生物反应器。,3.转基因动物食品,动物性食品是人类的重要食物来源，随着生活水平的不断改善，人们对动物性食物的要求也不断提高。 动物中多饱和脂肪酸，摄取过多会引起高血脂、高胆固醇等生活习惯病，而不饱和脂肪酸有益于心
8、血管健康。 因此，研究转基因动物食品的一个重要方面是提高动物不饱和脂肪酸的含量。,4.培育转基因动物作为宠物,转基因鱼，是第一种上市的转基因动物宠物,转基因动物技术是20世纪80年代初发展起来的一项生物领域高新技术。,1980年Gordon等把PV40病毒DNA注入小鼠的受精卵原核中，获得了两只转基因小鼠。,1982年Palmiter和Hrinster将重组的生长激素基因注入小鼠受精卵原核，产生了“超级”鼠，首次证明了导入的外源基因能在转基因动物中表达。,随后，1985年Palmiter等把人的生长激素基因导入兔、绵羊和猪的基因组均获得成功。,1987年Simons等把羊的乳球蛋白基因导入小鼠
9、受精卵原核中，阳性小鼠在乳腺中分泌出这种蛋白。,1988年Simons等从转基因绵羊的乳汁中得到一抗胰蛋白酶。,1991年Buhler从家兔乳汁中获得人的白介素-2.,到1997年，已经有40多种外源蛋白在动物乳腺表达。除了乳腺外，还可以从转基因动物血液及其他组织中得到外源蛋白，并且开发了转基因猪获取人类需要的组织器官等。,转基因动物技术发展概述,我国是从1984 年开始转基因动物研究的，最初用于培育转基因小鼠，后又成功获得了乳汁中含有人凝血因子IX的转基因山羊、转基因试牛、转基因体细胞克隆牛、乳腺生物反应器转基因兔模型等。 2005 年用受精卵原核显微穿刺导入DNA 与受精卵原核显微DNA
10、注射制备转基因兔，为转基因动物的制备提供了新的方法。 中国科学院遗传发育所等合作单位成功研制转有人类DAF 和CD59 基因的转基因猪，并在灵长类动物进行异种心脏移植试验。,我国转基因动物研究进展,2006 年我国科学家成功获得转人乳铁蛋白基因山羊，其乳腺上皮细胞能够表达人乳铁蛋白。 3月19日，国家专利局正式批准了上海转基因研究中心所申请的一项专利：通过转基因奶羊，产出用于治疗多种疾病、含有高浓度人类溶菌酶的羊奶。这一成果走在了世界转基因技术的前列，具有跨时代的意义。 4月，莱阳农学院成功培育了体内带有抗疯牛病基因的转基因克隆牛。我国已成功建立携带人1，2- 岩藻糖苷转移酶基因的转基因小鼠模型，为进一步研究人HT在异种移植HAR中的作用以及建立转人HT 基因猪提供了技术及理论基础。 2007年，我国获得首例利用囊胚注射携带LacZ基因的胚胎干细胞嵌合体小鼠。 3月，天津市农科院畜牧兽医研究所成功培育了我国首例“肌肉抑制素前肽”转基因山羊，将为改造我国传统畜牧业、提升医学等相关领域行业水平起到重要作用。,
