可能在不久的未來,大鼠將會代替小鼠,重新成為實驗室里的頭號“動物明星”。最近,國際頂級學術期刊《自然》發(fā)表了華人科學家應其龍的最新成果——首次培育出了基因敲除的大鼠。這一突破解開了20多年來“無法用基因敲除的方法來構建大鼠疾病動物模型”的難題,使得這種“與人類更接近”的動物能更好地為人類疾病研究效力。美國同行稱這項成果“摘取了大鼠基因組學的圣杯”。
就像小熊貓之于大熊貓,小鼠和大鼠也是兩個不同種的動物。1981年,英國科學家馬丁·伊文思提取出了小鼠的胚胎干細胞,由于小鼠的胚胎干細胞可以讓科學家在小鼠體內(nèi)進行基因操作,如敲除、插入等等,從而使得科學家能夠確定特定基因在發(fā)育、生理和病理過程中的作用——為此他獲得了2007年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
從此,小鼠取代大鼠一躍成為生命科學實驗室中不可替代的“動物明星”——高血壓、癌癥、糖尿病、老年癡呆等各種疾病,都用小鼠建立起了動物模型,成了科學家最得力的“幫手”之一。不過,小鼠有著不盡如人意的地方:它的神經(jīng)系統(tǒng)、代謝方式等與人類大相徑庭,這意味著對小鼠無毒、有效的藥物,對人不一定有用,還可能有毒!然而,與小鼠相比,大鼠與人更為接近,是更理想的動物模型??上У氖?,自敲除小鼠基因的方法誕生那天起,生命科學家就思量著為大鼠敲除基因,卻在漫漫28年中無所突破——主要原因在于,人類對胚胎干細胞的認識還太淺,小鼠的胚胎干細胞提取和培養(yǎng)方法,無法套用到大鼠、兔、豬、猴的身上。
11年前,在上海醫(yī)科大學完成博士后研究工作后,應其龍來到英國愛丁堡大學干細胞研究所,開始了干細胞研究。2008年,已在美國南加州大學干細胞中心建立起自己實驗室的應其龍教授,第一次成功地從大鼠胚胎中提取出胚胎干細胞,這是世界上用第二種動物建立起的真正意義的胚胎干細胞株,并獲得了一個與傳統(tǒng)迥異的發(fā)現(xiàn):胚胎干細胞的“默認狀態(tài)”是自我更新,即在沒有接收到任何“要我分化”的指令前,它們會一代又一代地保持最初的狀態(tài)——過去28年,科學家誤以為,胚胎干細胞需要生長因子存在才能生長。又經(jīng)過兩年,應其龍實驗室成功為大鼠敲除了一個十分著名的基因——P53,它因與乳腺癌等多種癌癥發(fā)病相關,而聲名遠揚。
“從提出胚胎干細胞新的學說,建立真正意義的大鼠胚胎干細胞株,以及這次在世界上對第二種動物進行基因敲除,這一系列的突破使科學家利用大鼠作為動物模型、研究人類疾病的愿望有了實現(xiàn)的可能?!睉潺埥淌谠趪鴥?nèi)的合作者、第二軍醫(yī)大學錢其軍教授告訴記者,這種全新的觀點同時也動搖了胚胎干細胞的傳統(tǒng)研究根基,將使胚胎干細胞研究進入一個新方向——或許在新理論的指引下,兔、狗、豬、猴等大動物將可能更快地走進實驗室,為人類研究疾病提供更有效的動物模型。
來源:藥品資訊網(wǎng)信息中心
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