İnsanların sakatatını değiştirmek artık çok uzakta değil
5 Temmuz 1996'da doğan "Koyun Klonu" Dolly, bir zamanlar Amerikan "Science" dergisi tarafından 1997'de "Dünyadaki En İyi On Bilimsel ve Teknolojik Gelişmeler" arasında ilk öğe seçildi ve aynı zamanda yılın en dikkat çekici uluslararası haberlerinden biriydi. . Bilim adamları, "Dolly" nin doğuşunun yeni bir biyoteknoloji çağının başlangıcına işaret ettiğine inanıyor.
Şimdi, bilim adamları, bazı gelişmiş organ yetmezliği hastalıklarını tedavi etmek için insanlara organ bağışlayabilen domuzları yetiştirmek için hayvan klonlama teknolojisi ile birlikte domuz organlarını dönüştürmek için gen düzenleme teknolojisini kullanmaya başladılar.
1 Domuzlar, insan organları için ideal donördür
1980'lerde immünsüpresif ilaçların uygulanmasından bu yana, ileri organ yetmezliği için klinik organ nakli tercih edilen tedavi haline geldi. Bununla birlikte, tüm dünyada ciddi bir organ kaynakları kıtlığı yaşandı ve insanlar, hayvanlardan ilgili organ kaynaklarını bulmayı düşündüler. Etik, üreme özellikleri, bulaşıcı hastalık riski, organ büyüklüğü ve fizyolojisi ne olursa olsun, domuzlar insan organları için en ideal vericilerdir.
Bununla birlikte, domuz organlarının insan vücuduna yerleştirilmesinin önündeki en büyük engellerden biri hiperakut rettir. Bu nedenle, bu reaksiyondan kaçınmak, ksenonaklinin anahtarıdır.
Başlangıçta, insanlar genel transgenik teknoloji yoluyla galaktosiltransferazın aktivitesini azaltabilen veya gizleyebilen transgenik domuzlar üretmeye çalıştılar, ancak etki açık değildi. Bu reddetme reaksiyonu ancak tamamen -Gal içermeyen genetiği değiştirilmiş domuzların yetiştirilmesiyle tamamen ortadan kaldırılabilir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde yetiştirilen genetiği değiştirilmiş domuzlar
2002'den beri, Lai Liangxuenin Amerikan araştırma ekibi somatik gen hedefleme teknolojisi ve somatik hücre nükleer transfer teknolojisinin iki ana teknik engelini aşmış ve dünyanın ilk "galaktosiltransferaz gen nakavt klonlanmış domuzunu" başarıyla elde etmiştir.
Takip eden on yıl içinde bilim adamları, domuz organlarının bağışıklık reddini azaltmak için domuzlarda "çift galaktosidaz transferaz nakavt domuz" a dayalı çoklu gen modifikasyonu gerçekleştirdiler. Domuz organları, insan olmayan primatlarda kullanılmaktadır. Hayvanlarda hayatta kalma süresi de uzuyor ve uzuyor.
Nature Communications, bu yılın Nisan ayında Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden ksenojenik domuz kalbi naklinde bir atılım yayınladı. Araştırma ekibi, "galaktosidaz geni nakavt homozigot domuz" temelinde "üç genle modifiye edilmiş transgenik domuz" elde etti.
Bilim adamları, genetiği değiştirilmiş domuzun kalbini babunlara nakletti, antikor ilaç tedavisine yardımcı oldu ve sonunda ksenojenik domuz kalbinin babun içinde ortalama 298 gün hayatta kalmasına izin verdi. Bunlardan biri 945 gün hayatta kaldı ve xenotransplantasyon için yeni bir rekor kırdı.
Ksenotransplantasyon alanında, babunlarda domuz organları bir yıl yaşayabilirse, domuz organlarının insan transplantasyon deneylerinin yapılabileceği konusunda fikir birliği vardır. Bu nedenle, insanlara domuz kalbi naklinin klinik deneyleri hemen köşede.
2 Ksenojenik adacık nakli veya ilk klinik uygulama
Geçen yüzyılın 1920'leri
Bilim adamları köpeklerde insülin ve insülin üreten pankreas adacıkları buldular. Bunu çok ilginç buldular - genellikle inaktif, ancak çevredeki glikoz konsantrasyonu arttığında, pankreas adacıkları vücuttaki çeşitli organ ve dokuların metabolizmasını ve ayrışmasını düzenlemek için insülin salgılar. glikoz. Bu teorinin desteğiyle, biyomedikal ve kimyasal çevreler diyabetik hastalar için en uygun insülin kaynağını arıyor.
1950'ler
İngiliz bilim adamları, sığır insülininin tüm amino asit dizisini belirleyen ilk kişilerdi ve insanların protein moleküllerinin kimyasal yapısını anlamalarının önünü açtı.
17 Eylül 1965'te, Çinli bilim adamları yapay olarak kristalize sığır insülinini tam biyolojik aktiviteyle sentezlediler.Bu, laboratuvarda yapay olarak sentezlenen ilk proteindi. Bununla birlikte, sığır insülini ile insan insülini arasında üç amino asit farkı vardır, bu nedenle potens daha düşüktür ve tedavi için daha büyük dozlar gerekir ve ilaç bağımlılığına daha yatkındır (insülin ne kadar fazlaysa, o kadar fazladır).
21'inci yüzyıl
Şu anda, biyomedikal teknoloji, insan insülini üretimini doğrudan sanayileştirmeyi başardı. Ancak yeterli dozda insülin üretilse bile hala birçok sorun var. Örneğin, kısa etkili insülin yedikten sonra bir enjeksiyon gerektirir; uzun etkili insülin günde iki enjeksiyon gerektirir ve bu böyle devam eder. Ve hasta ne kadar uzun süre hastalanırsa, sıklıkla kullanılan doz o kadar büyük olur. Bu nedenle, transplantasyon için donörlerden elde edilen insan adacıkları, 1977 gibi erken bir tarihte denenmiştir.
2012 itibariyle, dünya çapında toplam 1.400 kişiye insan adacığı allotransplantasyonu yapılmıştır, ancak transplantasyonun başarı oranı sadece% 58'dir. Adacık nakli teknik olarak zor değildir Karaciğer nakli ve böbrek nakli gibi diğer organ nakilleri ile karşılaştırıldığında adacık nakli bir hücre naklidir ve nakil riski nispeten düşüktür. Pankreas adacık organlarının kaynağı çok sınırlıdır.
İnsanlardan elde edilen pankreas adacığı bağışları çok azdır ve tıp mesleği dikkatini diğer hayvanlara çevirmiştir. Örneğin, aynı zamanda memeliler olan domuzlar ve sığırlar. Genetik düzeyde insanlara çok benziyorlar,% 80'i aşıyorlar. Adacıklar ve insülin düzeyine özgü olarak, fark daha da küçüktür.
Yakın zamanda, Xiangya Hastanesi'nin ilgili ekibi, domuz pankreas adacıklarında diyabetin ksenojenik tedavisine bağışıklık toleransı indükleyen yeni teknolojiyi uygulayarak, insan pankreas adacık transplantasyonuna çok yakın bir klinik etki elde etti. Bu çalışmada elde edilen "homozigot insanlaştırılmış insülin genetik olarak modifiye edilmiş domuz", diyabet tedavisi için insan insülini sağlayacak ve ayrıca klinik ksenojenik adacık transplantasyonunun tedavisi için daha ideal bir donör kaynağı sağlayacaktır.
Şu anda, Lai Liangxuenin araştırma ekibi, klonlama teknolojisi ve normal hayvan yetiştirme teknolojisi yoluyla "insanlaştırılmış insülin geni değiştirilmiş domuz" un yeniden üretimini hızlandırıyor. İnsan insülinini doğrudan kodlamak ve üretmek için domuz insülin kodlama genini değiştirmeye çalışıyor. - 3 yıllık insan dışı primat domuz pankreas adacığı transplantasyonundan sonra, klinik deney resmi olarak yürütülecektir.
3 "Genetiği değiştirilmiş domuzların" yavruları "göreceli domuzlardır"
Birkaç gün önce, Çin Bilimler Akademisi, Guangzhou Biyotıp ve Sağlık Enstitüsü'nden Lai Liangxue araştırma grubu, domuz yavrularının, domuz yavrularının ve onların yavrularının ve domuz yavrularında doğan torunlarının belirli genlerinin hassas bir şekilde değiştirilmesinden sonra, insanları salgılayabiliyor. İnsülinin "nazik domuz".
30-35 günlük domuz yavrusu fetüsleri işlendikten sonra, araştırmacılar domuz yavrusu fibroblastlarını önceden elde edebilirler. Elde edilen domuz yavrusu fibroblastlarının spesifik genlerinin hassas bir şekilde değiştirilmesinden sonra, gen düzenlenmiş fibroblastlar, klonlama teknolojisi ile domuz yumurtalarının çekirdeğini değiştirmek için kullanılır, böylece yeni domuz klonlanmış embriyonik hücreler üretilebilir ve sonra yeniden yerleştirilebilir. Dişi domuzun fallop tüpüne. Kalan hamilelik ve doğum işi domuz yavrusunun annesi tarafından yapılır.
Tıbbi klinik deneylerin ihtiyaçlarını karşılamak için, bu türün üreme sürüsünü genişletmek de gereklidir. Sonuçta, tip I diyabetik bir hasta tarafından gerçekleştirilen bir adacık nakli, bunu sağlamak için yaklaşık 20 domuz yavrusu gerektirebilir. İster insan insülini üretmek için bu domuzları kullanmak isterse adacık nakli için domuz adacıklarını saflaştırmak için olsun, sadece genleşmeden sonra daha uygun olacaktır.
Bu teknoloji hala takip araştırması altındadır.Bir sonraki adımda, araştırmacılar genleri düzenlenmiş domuz adacıklarını maymunlara, yani primatlara nakledebilmeyi umuyorlar. Ardından 5 yıl içinde klinik araştırmalara girmesi ve ardından klinik uygulamalara girmesi bekleniyor. Şu anda, bu grubun ilgili araştırması uluslararası üne sahip Journal of Molecular Cell Biology'de çevrimiçi olarak yayınlandı.
4 Domuzların kademeli olarak dondurulma aşamalı olarak dondurulmasıyla ilgili araştırmalar
Daha önce popüler olan "Buz Kovası Mücadelesi", dünyayı "donmuş insanlara" dikkat etmeye çağırmak için başlatıldı. Yaygın olarak "kademeli donma sendromu" olarak bilinen amiyotrofik lateral skleroz, tedavi edilemez ve ölümcül bir nörodejeneratif hastalıktır. Klinik olarak hasta üst ve alt motor nöronlarında karışık hasar göstermiş, bu da kaslarda sertlik, seğirme ve top, uzuvlar, gövde, göğüs ve karında kademeli atrofi ile sonuçlanmış ve sonunda yutma ve nefes almada güçlük nedeniyle hasta ölmüştür.
Halihazırda, kademeli donmanın bilinen patojenik genleri başlıca SOD1, TDP-43, FUS ve benzerleridir. Bununla birlikte, transgenik fare modelleri üzerine yapılan araştırmaların, hastalardaki bu tipik patolojik değişikliği taklit etmesi zor olmuştur.
Liangxue Lai, Guangzhou Biyotıp ve Sağlık Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi ve Çin Bilimler Akademisi, Genetik ve Gelişimsel Biyoloji Enstitüsü Li Xiaojiang araştırma grubu, "transgenik Huntington hastalığı domuz" ve "dönüştürülmüş mutant SOD1" i başarıyla oluşturmak için somatik hücre nükleer transferi yöntemini kullandı. Genetik olarak dondurulmuş domuz modeli.
Daha sonra, bir "transgenik TDP-43 Tibet minyatür domuzu" modeli oluşturmak için işbirliği yaptılar. Transgenik domuz, "insanların kademeli olarak donması" semptomlarını gösterdi ve ayrıca insan hastalıkları olan hastalarda nörositoplazmik TDP-43 birikimine benzer bir fenomen vardı. Bu çalışma sadece TDP-43'ün yeni patojenik mekanizmasını ortaya çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda büyük hayvan modellerinin hastaların patolojik değişikliklerine daha benzer özellikler gösterebileceğini de öne sürüyor.
5 İlk klonlanmış domuzun doğumu
Domuzların fizyolojik özellikleri ve doku hücre yapısı insanlara çok benzediği için, domuzlarda ve diğer büyük hayvanlarda gen modifikasyonu ve indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPS) üzerine yapılan araştırmalar, dünyanın her yerinden bilim adamlarının ilgisini çekmiştir.
2002 yılında, Lai Liangxue'nin Amerikan araştırma ekibi, dünyanın ilk "galaktosiltransferaz gen nakavt klonlanmış domuzunu" başarıyla elde etti. Bu, dünyanın ilk "gen nakavt domuzu" (veya "gen hedefleyen domuz").
İPS klonlanmış domuzların deneysel verileri
2011 yılında, Çin Bilimler Akademisi Guangzhou Biyotıp ve Sağlık Enstitüsü'nde çalışan Dr. Lai Liangxue, Zhejiang Üniversitesi'nden Dr. Xiao Lei ve BGI Genetik Enstitüsü'nden Dr. Du Yutao'nun ortak çabaları ile Lai Liangxue'nin araştırma grubu, dünyanın ilk hayatta kalma mücadelesinde başı çekti. "IPS klonlanmış domuz".
Gen hedefli iPS hücreleri elde edildikten sonra, bir yandan kimera teknolojisi, germ hattı kimerik hayvanlar elde etmek için ve daha sonra çiftleşme yoluyla "genetiği değiştirilmiş hayvanlar" elde etmek için kullanılabilirken, diğer yandan bu gen hedefli iPS hücreleri nükleer donörler olarak kullanılabilir. Nükleer transfer teknolojisi ile "gen değiştirilmiş klonlanmış hayvanlar" elde edin.
iPS klonlanmış domuz
İnsan ve hayvan embriyonik kök hücrelerinin izolasyonu ve kültürü, transgenik hayvanların oluşturulması, hayvan klonlama ve insan terapötik klonlama üzerine uzun vadeli araştırmalar yoluyla Lai Liangxue, 100'den fazla ilgili makale yayınladı ve biyotıp ve tarım alanlarında 30'dan fazla türü başarıyla kurdu. Önemli kullanımlara sahip transgenik domuzlar.
