牛蒡的藥用價(jià)值與用法(牛蒡的藥用價(jià)值與功效)
2022-12-03
更新時(shí)間:2022-06-28 04:30:16作者:未知
CRISPR技術(shù)喬企的能力在編輯動(dòng)物基因方面已經(jīng)取得了相當(dāng)多的成績(jī),僅僅將這一技術(shù)應(yīng)用到豬身上,就可以產(chǎn)生人類血液所需要的蛋白,甚至有約摸產(chǎn)生可供人類移植的器官。
基因編輯技術(shù)CRISPR被美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)選為2015年十大打破之首。除了對(duì)人類基因和胚胎的編輯引發(fā)碩大爭(zhēng)議外,目前這一技術(shù)在編輯動(dòng)物基因方面取得了相當(dāng)多的成績(jī),為治療人類疾病和生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品提供了開(kāi)闊前景。研究人員已經(jīng)能用 CRISPR來(lái)編輯豬、魚、猴子、羊、兔子、老鼠、蝴蝶等動(dòng)物,僅僅對(duì)豬進(jìn)行基因編輯,就可以為人類提供許多服務(wù)和產(chǎn)品。
產(chǎn)生人類蛋白
人血白蛋白(HSA)是人血漿中的蛋白質(zhì),其作用既廣泛又重要,因?yàn)樗鼈冊(cè)隗w液內(nèi)可以運(yùn)輸脂肪酸、膽色素、氨基酸等,同時(shí)能維持血液正常的滲透壓。人血白蛋白還可用于治療休克與燒傷,用于補(bǔ)充因手術(shù)、意外事故或大出血所致的血液丟失,也可以作為血漿增容劑。
但是,要是人血白蛋白只從人體獲取,如從獻(xiàn)血者的血液中提取,不僅數(shù)量有限,而且價(jià)格昂貴。因此,研究人員向來(lái)希翼利用基因工程改造動(dòng)物,如豬或羊來(lái)生產(chǎn)人血白蛋白?,F(xiàn)在的CRISPR-Cas9基因剪刀為實(shí)現(xiàn)這一心思提供了夢(mèng)想的工具,因?yàn)橥ㄟ^(guò)基因編輯動(dòng)物,如編輯豬,可以讓豬生產(chǎn)人血白蛋白。
但是,基因編輯豬也會(huì)有兩種結(jié)果,既產(chǎn)生豬白蛋白,也可產(chǎn)生人血白蛋白,要解決這個(gè)問(wèn)題,就只能是在編輯豬的基因時(shí),把敲入的人類基因放在位于豬白蛋白產(chǎn)生基因的下游。北京蛋白質(zhì)組研究中央的研究人員通過(guò)使用CRISPR-Cas9,將人血白蛋白的基因敲入到豬白蛋白基因位點(diǎn)下游起始密碼子,希翼人血白蛋白基因能在豬內(nèi)源性白蛋白基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控下表示,同時(shí)阻撓豬內(nèi)源性白蛋白基因的表示。
研究人員在10只母豬體內(nèi)植入了300個(gè)改造過(guò)的受精卵,之后有5只豬成功懷孕,產(chǎn)下了16只巴馬豬仔。結(jié)果發(fā)明,這16只豬仔都帶有預(yù)期敲入的生產(chǎn)人血白蛋白的基因,在它們的血液中也能檢測(cè)到人血白蛋白。不過(guò),各只幼豬體內(nèi)的人血白蛋白含量有所不同。因此,這只是一個(gè)初步的成功。
更重要的是,要在未來(lái)的繁殖試驗(yàn)中查驗(yàn)敲入的人血白蛋白基因是否能在這些豬的后代中遺傳下去。要是能穩(wěn)定遺傳下去,興許未來(lái)能讓這些基因編輯的豬生產(chǎn)人們所需要的人血白蛋白。
提供人類器官
人體器官供不應(yīng)求制約寥琪官移植治療疾病和拯救人的生命,因此,向來(lái)以來(lái),研究人員在想方設(shè)法采用動(dòng)物的器官供養(yǎng)病人移植,豬的器官就被視為是一個(gè)最好的人類器官的代用品。
但是,采用豬的器官要解決兩大問(wèn)題,一是豬的器官約摸引發(fā)器官受者的免疫排異反應(yīng),二是豬身上的一些隱蔽的病毒和微生物約摸對(duì)人有害。
豬的器官對(duì)于人是異種器官,異種器官移植瀕臨的免疫學(xué)排異反應(yīng)表現(xiàn)為超急性排斥反應(yīng)(HAR)、急性血管排斥反應(yīng)(AVR)、細(xì)胞介導(dǎo)的排斥反應(yīng)和慢性排斥反應(yīng)。1993年,美國(guó)匹茲堡大學(xué)外科醫(yī)生庫(kù)珀(David Cooper)等人發(fā)明,大多數(shù)人類免疫反應(yīng)的肇事者就是源自豬血管內(nèi)皮細(xì)胞上的抗原,稱為α-1,3-半乳糖,這是一種糖分子,能在幾分鐘內(nèi)引發(fā)器官排異。但是,一種名為α-1,3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶的酶對(duì)于產(chǎn)生這種糖是必需的,將產(chǎn)生這種酶的基因敲除,就有約摸緩和免疫排異反應(yīng),從而讓豬器官供人類移植。
另一個(gè)問(wèn)題是,豬體內(nèi)有許多潛藏的或休眠的逆轉(zhuǎn)錄病毒(PERV),有幾十種。盡管這些豬的逆轉(zhuǎn)錄病毒是否對(duì)人類有害存在爭(zhēng)議,但較為普遍的瞧法是,要是使用豬的器官,就應(yīng)當(dāng)消除這些隱患,以免移植豬器官后引發(fā)其他疾病。因此,要是要使用豬的器官,就必須敲除這些豬逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因,以確保萬(wàn)無(wú)一失。
于是,消除或修改豬的α-1,3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶和其他幾十種轉(zhuǎn)錄病毒基因就歷史地落到 CRISPR-Cas9的肩上。美國(guó)哈佛大學(xué)的丘奇教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在2015年10月宣布,他們的兩個(gè)研究小組已經(jīng)能盡成消除或修改豬的α-1,3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶和其他幾十種轉(zhuǎn)錄病毒基因的任務(wù)。
一個(gè)研究小組利用CRISPR-Cas9對(duì)一組豬胚胎進(jìn)行了二十多個(gè)基因的改造,其中就包括編碼豬的α-1,3-半乳糖轉(zhuǎn)移酶的基因,從而阻撓了豬細(xì)胞表面的α-1,3-半乳糖產(chǎn)生,也就消除了豬器官上面的抗原,可以避免移植到人體觸發(fā)免疫反應(yīng)。
另一個(gè)研究小組則利用CRISPR-Cas9編輯豬胚胎中的62個(gè)豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒基因,讓這些病毒失活。這個(gè)工作尤其重要,因?yàn)檫@些病毒嵌入在所有豬的基因組中,無(wú)法進(jìn)行處理或是被中和。由于生怕它們有約摸會(huì)給人類移植患者帶來(lái)疾病,豬器官向來(lái)遲遲不敢用于人類。
現(xiàn)在,由于解決了這兩個(gè)問(wèn)題,即消除了引發(fā)免疫反應(yīng)的α-1,3-半乳糖和豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒,下一步將有約摸把豬的器官移植給人。不過(guò),在對(duì)人進(jìn)行移植前,固然還要通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,例如,對(duì)狒狒和猴子移植經(jīng)過(guò)CRISPR-Cas9編輯的豬的器官,如肺、心臟和肝臟。
美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的外科醫(yī)生也已經(jīng)在做這種動(dòng)物試驗(yàn)。他們從一頭經(jīng)過(guò)CRISPR-Cas9編輯的成年豬身上摘下肺,移植給一只6歲的狒狒。在不太遙遠(yuǎn)的未來(lái),這一研究將告訴人們,豬的器官是否可以移植給人。