近日,國際知名雜志《分子細胞生物學》在線發表論文,公布了“世界首例基因敲除狗”成果。世界首例基因敲除狗的出現,使專屬寵物狗定制,以及帕金森癥、漸凍人癥等提供更合適的疾病動物模型,在不久的未來將成為可能。
而此次論文通訊作者(課題負責人)之一是四川內江人、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員賴良學。論文第一作者(貢獻最大者)是四川成都人、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院副研究員鄒慶劍。
10月22日,成都商報記者通過電話聯系上正在外地出差的中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院賴良學。賴良學表示,“大力士”和“天狗”是世界上首對基因敲除狗。“基因編輯動物包括過狗、豬、牛、羊、兔子、小鼠、大鼠都做出來了。狗以前也有人想做,但沒做出來。”此次,中國正式將全球首對基因編輯狗做出來。
賴良學解釋,之所以基因編輯狗一直沒做出來,難點主要在于狗的生殖系統。“狗的生殖系統跟其他動物不一樣。我們把胚胎放到一個代孕母里,但代孕母周期要一致才能做成,但狗的生殖周期差距比較大,所以移植到另一個代孕母上就很困難。”賴良學說。
兩年前,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院、南京大學-南京生物醫藥研究院、廣州醫藥研究總院等28名研究人員開始合作研發。“我們主要負責技術方面。”賴良學說,團隊選取肌肉生長抑制素基因作為第一個敲除目標基因,該基因對骨骼肌生長具有抑制作用,被敲除后,肌肉生長發育能力增強,方便觀察。
為此,經過多次試驗后,賴良學團隊首創——“不找另外一個代孕母,不把胚胎拿出來,經過基因編輯后直接放回原本的狗里去。”賴良學還說,“像這種把胚胎放進去,還不是把胚胎全部沖出來放進去,當時只把狗一邊的胚胎沖出來,進行基因編輯,另外一邊不沖它,避免影響內環境。一方面可以拿到狗的胚胎,另一方面還保持正常環境。這也是只有我們團隊做的。”
兩年時間,團隊編輯了67個胚胎,27只小狗出生,但只有一雄一雌兩只犬的肌生成抑制蛋白成功刪除,雄犬被命名為“大力士”,雌犬被命名為“天狗”。“最后確定實驗成果是2014年6月份,狗狗出生。現在兩只狗都是15個月。”賴良學說。隨著年齡增加,(它們)肌肉會越來越發達。“現在兩只狗都非常健康,在習性上也沒有什么改變,就是肌肉更發達,運動能力更強一些,跑步更強。”賴良學說。
前景展望
攻克重癥、定制高級寵物成為可能
做實驗的目的就是為了獲得世界上第一個基因編輯狗,“目的是在世界上首次建立狗的基因敲除打靶技術。”此次試驗成功最重要的成果是可以用作生物醫藥模型。疾病模型狗的作用之一,是替代人類試藥用藥。“如果狗的基因可以進行編輯的話,帕金森、重癥肌無力、漸凍人癥等人類疾病,可以在狗的身體上重現,這樣可以用狗進行人類疾病的病理機制和治療方法研究,將來重點也是這個方向。”
“可以說,疾病模型動物是生物醫藥上必不可少的,以前經常用小鼠,但小鼠生理狀況跟人差別也很大,用小鼠做出來的結果在人身上往往就沒有效果。這就是為什么要做狗等大動物的原因。”賴良學說,“這兩三年,現在基因編輯技術在國際上發展很快。這兩年由于那些新技術,讓效率大大提高。中國基因編輯技術在國際上基本上是同步的,以前第一只基因編輯猴是我們做出來的,現在狗也是我們做出來的。可以說,在大動物動物模型上,中國是走在世界前面的。”賴良學說,動物模型是解決那些疾病的一個重要保障。
高級寵物定制也將成為可能。“如果道德倫理解決了,就可以說有高級定制版的狗。你想要跑得快的肌肉發達的狗,你想要聰明的狗,你想要紅眼睛的狗,你想要茶杯大小的狗,原則上說都可以通過基因編輯得到。”賴良學說,團隊本身并沒有發展定制狗商業化的打算,“我主要是做生物醫藥,重點是關注疾病模型狗,至于商業寵物定制可能一些公司更感興趣。”