10.5.4 在医学研究中的应用
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
用于药物研究和适合基因治疗的转基因动物模型是转基因动物研究的重要方向。采用转基因技术,人为地使动物基因组中某个特定基因发生定向突变,或人为地导入一个或多个外源基因至动物体内,就可以建立人类疾病相关基因动物模型,该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、显著缩短实验时间等优点,现已成为快速筛选的一种手段。用癌基因或致癌病毒基因制作肿瘤转基因动物模型,可以探讨外来癌基因与实验动物的原癌基因、癌基因表达与癌转化及动物遗传背景或外界激活因素的关系,为癌基因的活性、肿瘤的发生与抑制、肿瘤的治疗等研究提供了极为重要的方法与途径。目前已建立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病(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。张南等利用转基因小鼠研究乙肝病毒X蛋白在细胞凋亡中的作用,证明X蛋白可在体外和体内诱导细胞凋亡。英国罗斯林研究所研究人员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。
2.异体器官移植
器官移植术是目前治疗器官功能衰竭等疾病的首选技术,但一直存在着供体来源严重不足的问题。利用转基因动物可以在动物体上培育人体器官,有效缓解器官供需间日益突出的矛盾。对于异体排异反应,一种较长久的措施是通过转基因技术特别是基因打靶技术,向器官供体基因组敲入某些调节因子来抑制α-半乳糖抗原决定因子基因的表达,或敲除a-半乳糖抗原决定因子,再结合克隆技术培育大量不产生免疫排斥反应的转基因克隆猪的器官。Rosengard等将人的补体抑制因子、衰退加速因子转移至猪胚胎中,并使hDAF得到不同程度的表达,这可以解决器官移植中的超敏排斥反应,为异种器官移植展示了良好的前景。Lai等和Dai等采用基因打靶和体细胞核移植相结合技术,成功地获得了α-1,3-半乳糖转移酶基因敲除猪,消除了异种器官移植的一个主要障碍,进一步推动了器官移植的发展与应用。针对动物体内存在的内源性逆转录病毒可能通过移植传染给人的危险,Miyagawa等尝试利用RNAi技术来抑制动物内源逆转录病毒的表达,为利用RNAi生产抗猪逆转录病毒的转基因猪提供了一种新方法。