有望對科研和生產做出貢獻的五種轉基因豬

劉宇 趙春江

自從1982年美國科學家將大鼠生長激素重組基因導入小鼠受精卵中獲得快速生長的轉基因“超級鼠”開始，幾十年來各種各樣的轉基因動物如雨后春筍般紛紛被研發出來。比如，能生產抗凝血酶的山羊，快速生長的大三文魚，能產人乳的奶牛，等等。而豬作為一種重要的模式動物，科學家對于它的研究也是十分繁多，并培育出一系列轉基因豬。

1.能產生熒光的轉基因豬

2000年，英國一家公司研制出了第一批熒光克隆豬，豬體內擁有可表達外源的綠色熒光蛋白。2002年，美國科學家利用體細胞核移植技術將修飾過熒光蛋白基因的豬成纖維細胞轉入到卵母細胞中，也生產出了熒光豬。2006年，劉忠華課題組研制出了我國首批熒光豬，并且該批熒光豬中的一頭產下的小豬中，有的也具有熒光。科學家之所以要培育能產生熒光的轉基因豬，是因為綠色熒光蛋白可以作為一種指示和標記物，廣泛應用于生物和醫學研究領域。

2.能提高機體性能的轉基因豬

2008年，中國的潘登科團隊獲得了轉ω-3脂肪酸去飽和酶基因克隆豬，其ω-3多不飽和脂肪酸較普通豬提高了13倍。ω-3多不飽和脂肪酸是深海魚油的主要成分，能調節脂肪酸平衡和血脂水平。氮、磷是豬生長發育的必需元素，但豬的消化道缺乏一些關鍵的消化酶，因此飼料中有很大一部分的氮和磷不能被豬消化吸收，會隨著糞便和尿液排出，這樣既浪費飼料，又不利于環保。2018年，中國的吳珍芳團隊將4個來自微生物的酶類基因轉入豬的基因組中，培育出了能提高飼料中氮、磷利用效率，環保節糧且生長速度快的轉基因豬。

3.能夠抗病的轉基因豬

非洲豬瘟是一種烈性傳染病，臨床表現為發熱、呼吸困難等癥狀，有致死性。非洲豬瘟在全球都有分布，并于去年開始在我國爆發，給生豬養殖業造成了巨大的損失。研究人員發現，家養豬相比非洲疣豬更易感染非洲豬瘟，而造成該現象的可能原因就是RELA基因上的突變。2016年英國研究人員利用鋅指核酸內切酶技術對RELA基因進行編輯，基因編輯后的豬更易從非洲豬瘟中恢復。豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）是另一種養豬業經常會碰到的傳染性疾病，又名藍耳病，患病母豬會出現繁殖障礙，仔豬會出現呼吸困難，進而導致仔豬大批量死亡。CD163是PRRS病毒在宿主細胞表面的受體蛋白，病毒只有與宿主細胞表面的受體識別結合才能進入細胞。2017年，英國的一個研究團隊通過CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除了豬CD163基因的外顯子，獲得了對RRRS有抗病性的轉基因敲除豬。

4.能為異種器官移植做貢獻的轉基因豬

對于一些重大的人體疾病，最有效的解決手段就是器官移植，然而現在供體器官嚴重短缺，因此科學家們就把目光聚焦到了生理指標及器官大小和人類最接近的豬身上。但是，將豬的器官移植到人體后會發生多種免疫排斥反應，如超級性排斥反應，其原因是人體內的衛兵—天然抗體會識別移植來的豬器官細胞表面的α-1，3-半乳糖，然后開始攻擊，從而產生排斥反應。α-1，3-半乳糖是由α-1，3-半乳糖苷轉移酶催化合成的。2002年，賴良學等人通過同源重組定點打靶獲得敲除了α-1，3-半乳糖苷轉移酶基因的豬，第一次在豬身上實現了該基因的定點修飾。2010年，潘登科團隊又一次通過構建無啟動子的靶向載體敲除了該基因外顯子，獲得了我國首例敲除α-1，3 半乳糖苷轉移酶基因的五指山小型豬。此外，由于豬的基因組內含有內源性逆轉錄病毒（PERV），如果將含有該病毒序列的器官移植到人體內，同樣可能會引發健康問題。2017年，楊璐菡等人利用CRISPR/Cas9基因編輯技術成功將豬原代細胞系中的PERV序列失活，體細胞核移植后生出的小豬，該序列也呈現失活狀態，從而為異種器官移植排除了另一個隱患。

5.能作為人類疾病模型的轉基因豬

以動物作為研究模型來模擬某些人類的遺傳性疾病，對研究人類疾病的機理、探索治療方案具有十分重要的意義。除了廣泛應用的小鼠外，豬由于是哺乳動物，又是多胎動物，也成為重要的模式動物。過氧化物酶體增殖物激活受體（Ppar-γ）與人類的心血管疾病有關，為了探究其功能，2011年賴良學團隊利用鋅指核酸內切酶敲除了豬成纖維細胞中的該基因，制備了Ppar-γ基因敲除豬。2018年賴良學團隊又將人源亨廷頓舞蹈癥基因插入豬中，首次獲得了亨廷頓舞蹈癥豬。除此之外，阿爾茨海默病、糖尿病、脊髓性肌萎縮癥等疾病的轉基因豬模型也都已經建立。