全球首次收购了iPS克隆猪，这为生产基于iPS的转基因大型动物开辟了一条技术路线。锌指核酸酶介导的基因靶向技术首先应用于猪基因重组，从而使猪体细胞靶向效率提高了10％。 -6增至4％，实现了大型动物的高效基因靶向。通过2A序列的多基因转移技术首次应用于猪的基因组修饰，获得了4头彩色荧光猪，实现了多种外源基因在动物中的高效协调表达...这些原始结果来自中国科学院广州生物医学研究所，南方医科大学，浙江大学，深圳华大基因研究所它源于项目“猪基因突变技术创新和转基因猪模型”的完成。项目组在大规模动物遗传修饰技术上取得的突破性成果以及所获得动物模型的建立，将进一步促进作为生物医学模型的转基因大型动物的研究，促进生物医学产业的发展。去做。 2015年广东省科学技术奖最佳奖。

猪是更理想的人类疾病模型

人类疾病动物模型是人类疾病的“复制品”。根据研究人员的需要，可以随时收集各种样品。或者，您可以分批杀死动物并收集标本，以了解疾病的整个过程。临床上很难做到这一点。该项目的第二完成人是中国科学院广州生物医学与健康研究所的合作者范娜娜（Fanana），他确定在各种医学和科学研究中已经建立了人类疾病的动物模型，例如小鼠，猪和猪。介绍是指具有模拟人类疾病的动物。狗和其他动物主要用于实验生理学，实验病理学和实验治疗（包括新药筛选）的研究。 “最后，与人类完全相同的自发动物模型很少见，通常需要手动复制。为了尽可能接近人类疾病，必须首先注意动物的选择。从遗传学的角度来看，猪的人类遗传相似性为83％，因此具有广阔的医学研究前景。 Fannana说，小鼠和人类在心血管系统，神经系统，营养代谢等方面与人类有很大的不同，当用作人类疾病模型时，它们不能准确反映人类疾病。我会。小鼠体积小，寿命短，不适合开发某些治疗技术。并长期研究。 “例如，由于猪和人在生理上相对接近，因此它们可能患有人类疾病并寻求治疗，这比将小鼠作为模型动物要可靠得多。鼠标研究模型的类型很多，已经非常成熟，但是与人类不同，它们无法完全反映人类的状况。小鼠和人类的炎症不同。几年前，糖尿病药物在美国推出。小鼠实验中的效果非常好，但是当用于人体时，副作用非常严重，最终被终止。当前，美国FDA对临床疗法的批准要求在人类使用之前进行广泛的动物模型测试。 “

已获得世界上第一只iPS克隆猪

猪的生理特征和器官组织结构与人的相似，尤其是猪肝，心脏和其他器官也与人的相似”科学家们一直在寻找猪，作为一种使器官文化人性化的方式，范纳纳说，这都需要准备转基因猪，这是自2007年以来的第一个项目。该项目组是一个完整的团队，将在中国科学院广州生物医学与健康研究所研究员赖良Shu的指导下，进行大规模的动物基因工程研究，并建立基因工程动物模型。乔治介绍说：“目前，转基因猪的制备包括两种方法：随机转基因猪和基因靶向。随机转基因猪。使用允许它表达猪没有的基因的外源基因。基因靶向是将特定基因放置在猪基因的特定位置。基因靶向具有两个功能：基因敲除，意味着删除特定基因；其次，是位于基因组中特定位置的特定基因。这是一个基因敲入，意为“

”，但是，由于猪中没有胚胎干细胞，因此转基因猪的制备主要取决于体细胞基因修饰和体细胞核转移技术。它被用来生产无压力的随机转基因猪，但是体细胞靶向的效率非常低，很难对猪进行基因特异性修饰。世界各地的科学家都希望通过猪iPS（诱导多能干细胞）克隆猪，但没有成功。如下：大动物的基因靶向带来了新的希望：另一方面，获得基因靶向的iPS细胞后，通过嵌合体技术获得了生殖系嵌合动物，然后通过交配获得了转基因动物。另一方面，这些靶向基因的iPS细胞可通过核转移技术用作核供体，以获得转基因克隆的动物。我们发现基因的表达和表观遗传学可能是影响iPS克隆胚胎发育的主要原因。经过反复实验，项目小组在2011年获得了世界上第一个存活的胚胎。 iPS克隆猪。来自iPS的克隆猪的成功为基于iPS的转基因猪的生产铺平了道路。这克服了体外增殖能力有限和体细胞重组的低靶效率。

在动物领域，基因靶向技术在国际上处于领先地位。

猪如何提高猪的靶向效率？范纳纳说。 “迄今为止，大型动物缺少胚胎干细胞（ES），而且体细胞靶向效率非常低。在小鼠中可以做的事情是在大型动物中完成的。啮齿动物是不可能的，但是在过去十年中，随着锌指核酸酶基因靶向技术，TALEN基因敲除技术，CRISPR/Cas9基因敲除技术等的兴起，这些新的基因靶向技术的出现导致大型动物中基因的出现。方向已被修改，非常简单，但是通过其中一些技术，可以实现大型动物的基因靶向。2008年，开发了锌指核酸酶基因靶向技术。它是“当时，我们的项目小组立即跟踪并将其应用于猪胎儿成纤维细胞以进行基因靶向，从而将体细胞靶向效率提高了10-6、高达4％；锌指核酸酶通过基因靶向技术，我们建立了高效的基因靶向猪生产技术路线，以靶向胎儿纤维化和随后的核移植。该获奖项目专为锌指核酸酶基因靶向技术应用而设计。 Fannan公开表示，但项目团队未能在当前的TALENs基因敲除技术和CRISPR/Cas9基因敲除技术中紧跟基因靶向技术的前沿。在高级基因重组技术在重组中的应用领域，项目团队也处于国际顶级水平。但是，这些技术尚未被国内科学家发现，它们已应用于大型动物领域以取得重大研究成果。他在CellResearch，HumanMolecularGenetics和其他期刊上发表了五篇论文，并按以下方式选择了在HumanMolecularGenetics上发表的论文：一篇封面文章在SCI数据库中发表了149次。他被引用过115次，49次和42次。大型动物基因改造技术的突破性进展以及由此产生的动物模型项目使转基因大型动物的研究成为一种生物医学模型。促进和促进生物医学产业的发展，并带来巨大的社会和经济效益。

“目前，我们拥有各种人类疾病模型猪，器官移植模型猪，基础研究工具。我们建立了诸如猪模型。在其中，我们建立的人类亨廷顿氏病模型猪在人类亨廷顿氏病患者的大脑中显示出类似的神经。范纳纳解释说，亨廷顿舞蹈病是一种遗传性神经退行性疾病，会影响肌肉协调性，导致认知能力下降和精神问题。猪的大脑结构与人脑相似，因此适合研究人类退行性神经系统疾病。亨廷顿氏病模型中的猪是亨廷顿氏病合作研究小组的一部分，世界各地的亨廷顿氏病研究团队均可免费获得，以促进亨廷顿氏病的治疗研究。

Bao En还承认，这些人类疾病模型猪仍处于开发的早期阶段。目前，这些模型已经创建，但尚未大规模应用。原因有很多。首先，没有相应的高水平繁殖条件，例如对病原体没有抗性的免疫缺陷模型猪的无菌繁殖室。此外，由于缺乏用于研究猪行为和影像学的综合评估系统，因此无法广泛使用许多模型，并且这些标准要求专家参与实验动物的行为。有。 转基因猪的使用是有前途的，并且是重要的经济动物，猪是人类生活中最密切相关的牲畜之一。转基因猪被广泛用于农业。它修饰猪基因以增加猪肉产量，改善猪肉质量，提高猪肉营养价值并提高猪的抗病性。 Fannana还举了一个例子，例如糖尿病患者不能吃糖。 “但是，如果您将带有糖味的蛋白质基因转移给母牛，并在乳腺中表达该基因，那么这头母牛生产的牛奶将具有甜味。这种牛奶的甜味来自蛋白质，而不是糖。通过这种方式，糖尿病患者可以吃甜牛奶。

猪在解剖学，组织，生理和营养代谢方面最接近人类。在生物医学方面，您可以进行异种器官移植，即猪的移植，器官移植到人类的移植，例如猪的肾脏，心脏，胰腺和角膜移植到人类的移植。在此之前，赖良学和他的合作者通过与超排斥相关的基因将猪的心脏移植到狒狒中，该基因成功存活了六个月。范纳纳说，当将猪器官移植到人体内时，阻碍异种移植成功的主要问题是免疫排斥，然后是内源性猪病毒。 “猪内源性病毒已整合到猪基因组中，不会影响猪。但是，当将猪器官移植到人体内时，该病毒可能会被激活并感染人。目前，我们的项目团队正在剔除这些病毒基因：“

目前，干细胞技术正在迅速发展，并被人性化以“在猪中生长人体器官”。这种器官的实现是一个大胆的前景。 Fannana解释说，将来，人类干细胞将被放置在器官缺陷的猪体内。在早期胚胎中，猪可以生长人体器官，而人体器官是人体器官，但在此之前，日本科学家在老鼠体内培养了大鼠胰腺。这是未来的另一个有前途的研究领域。在研究员赖良学的领导下，该项目小组目前正在研究人性化器官。