动物乳腺生物反应器的研究概况.doc

动物乳腺生物反应器的研究概况 摘 要：转基因动物乳腺生物反应器是利用动物乳腺特异性启动子调控元件指导外源基因在乳腺中特异性表达，并从转基因动物乳汁中获取重组蛋白。近年来，生物学和分子生物学研究领域的成就促进了该技术的蓬勃发展。本文简要概述了转基因动物乳腺生物反应器的基本概念、原理、特点及应用，并重点阐述了其研究现状及前景，从而探讨其存在的问题。 关键词：转基因动物；乳腺生物反应器；进展 Abstract：Mammary gland bioreactor of transgenic animals is a useful biological technology, which expresses foreign genes under the direction of special promoters of the mammary gland as regulating components in the mammary gland and produces functional pharmaceutical proteins in milk．In recent years，achievements of biology and molecular biology accelerate the development of this technology. This paper briefly reviews the basic concepts, principle, chara- cteristics and applications of the mammary gland bior- eactor of transgenic animals，especially summarizing its current research status and bright future，meanwhile discusses the problems existed． Key words: transgenic animals；mammary gland bioreactor；progress 前言 21世纪是生命科学突飞猛进的时代，生命科学在人类生活中占有极为重要的位置。一是生命科学的发展促进了其他学科的发展；二是生命科学发展带动的产业将推动世纪经济的发展。医学和药学是人类健康的有力保障，农牧生物学可以极大提高农业和畜牧业产品的数量和质量，为人类提供丰富的衣食之源。而转基因动物技术可以加快家畜品种的改良速度，提高肉、奶、蛋的产量和品质，又可生产珍贵的药用蛋白，为大量患者造福。而转基因动物最诱人的前景是作为生物反应器，利用它生产人类所需要的生物活性产品或药物，其常用方法是把目的基因在血液循环系统、唾液腺或乳腺等器官或组织中表达，从而获得人类所需要的目的产物。根据目的蛋白表达部位的不同可分为乳腺生物反应器、血液生物反应器、卵生物反应器、尿生物反应器、精囊腺生物反应器、唾液腺生物反应器等。其中，动物乳腺生物反应器是目前应用最为广泛的一类生物反应器，它是一种利用动物转基因技术在乳腺细胞中表达多肽药物、工业酶、疫苗和抗体等蛋白的技术。通过基因工程的方法改造乳腺的功能有利于我们进一步研究乳腺癌的机制，提高乳汁的营养成分，甚至可以合成药物。该技术具有低投入高产出的特点，其效率是利用以大肠杆菌和动物细胞培养技术的100倍，是一种非常有潜力的高新技术。 1 乳腺生物反应器的原理 乳腺生物反应器(mammary gland bioreactor)技术是指利用乳腺特异表达的乳蛋白基因的调控序列构建表达载体．制作转基因动物，指导外源基因在动物乳腺中特异性、高效率地表达，以期从转基因动物乳汁中源源不断地获得外源活性蛋白。 乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术，将目的基因转移到尚处于原核阶段的动物胚胎中，经胚胎移植得到转基因乳腺表达的个体。外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区．即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列，这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列的控制之下，使其在乳腺中表达，然后再通过回收奶获得具有生物活性的目的蛋白。 2 乳腺生物反应器的特点 2.1 用动物乳房生产外源蛋白质，产量很高。目前在初乳中已经达到70g／L，在常乳中达到35g／L。 2.2 动物乳腺细胞可以使任何基因正确表达，并正确进行后加 工。因此，动物乳腺细胞所生产出来的蛋白质与天然产品在结构上没有区别，活性也没有区别。此外，乳房是一个相对独立的系统，血液中的蛋白质有时可以进入奶中，但奶中的蛋白质永远不会进入血液。因此，在乳房中生产的任何蛋白质，即使是生理功能很强的激素类蛋白质，也不会影响动物本身的健康。 2.3 乳中的蛋白质种类