转基因动物----乳腺生物反应
动物乳腺生物反应器
动物乳腺生物反应器黄泠淇 16302010054技术原理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(或1～2细胞的受精卵)的动物胚胎中,经胚胎移植,得到转基因乳腺表达的个体,其乳腺组织即可分泌生产目的产品进入奶中。
在构建乳腺表达的外源基因时,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,即要有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控制之下,使其在乳腺中表达,再通过回收奶得到目的蛋白。
转基因动物乳腺生物反应器建立后尚需进一步鉴定。
可分别从DNA，RNA及表达的目的蛋白等不同水平进行检测，从而确保能得到具有生物活性的目的蛋白。
目的蛋白的分离和纯化的基本路线可以分为：收集转基因动物奶液，离心去脂肪，酸处理去除酪蛋白，盐析、透析、超滤，以及各种层析技术来提纯，最后得到成品。
技术应用工业上，动物乳腺生物反应器主要应用于生产活性蛋白。
大量抗体，抗生素，疫苗被成功生产出来。
腺反应器生产的抗胰蛋白酶，凝血因子更是帮助无数遗传病患者摆脱病痛。
同时经营养改造过的乳腺生产的奶液可以为免疫系统功能不全的人和接受放疗化疗的病人提供优良的营养物质和安全的药物服用途径。
动物乳腺生物反应器除了用于大量生产蛋白质，还是研究基因的理想工具，利用这项技术能够方便研究基因功能，整合，翻译，修饰，表达，调控等。
也为其他生物反应器的研究和商业应用开辟道路。
技术优点1.动物乳腺的表达可进行翻译后修饰，如信号肽切除，蛋白的糖基化，羟基化及羧基化等，相比原核生物生产的外源蛋白，这种方法生产的蛋白具有生物活性和稳定性。
2.这种蛋白表达体系简单，一旦建立转基因动物乳腺生物反应器，只要简单地饲养好动物，利用动物乳腺的高表达能力，即可源源不断地得到贵重的药物蛋白。
3.转基因动物乳腺反应器的生产过程是一个畜牧业过程，饲养费用低廉，对环境没有污染，有广阔的发展前景。
生物乳腺反应器的原理及进展
动物乳腺生物反应器的原理及进展摘要：动物乳腺生物反应器技术是转基因技术的应用，于上世纪80年代提出，其目的是利用动物乳腺产生目的蛋白。
利用该技术生产的蛋白具有低成本，高活性，易提取纯化的优点。
虽然该技术尚处于发展时期，但具有广阔的应用前景和巨大地商业潜力，是许多公司大力发展的对象。
关键词：动物乳腺生物反应器、原理、进展、优点动物乳腺生物反应器（mammary gland reactor）是指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，并能从转基因动物乳汁中获取重组蛋白的一种生物反应器。
1生物反应器(bioreactor) 经历了3 个发展阶段：细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。
细菌基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后, 才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为哺乳动物细胞的培养条件要求相当苛刻,成本太高,限制了规模生产。
动物生物反应器具有产品质量高,容易提纯的特点，弥补了其它各类基因表达系统的缺陷。
它是在转基因技术体系基础上发展起来的。
7自从上世纪80年代出现以来，已经取得了许多突破，现己成为生物技术研究的热点。
并向商业化阶段转变，显示了广阔的应用前景。
并且利用转基因动物乳腺生物反应器生产饮用奶，以期望获得既能满足蛋白质需要，又能增加抵抗力的品质全面的奶，为人类服务。
21、动物乳腺生物反应器的原理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。
1 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控制之下，使其在乳腺中表达再通过回收奶获得具有生物活性的目的蛋白。
它是一个专门化的分泌腺体，可以生产出具完全生物活性的药用重组蛋白质，其纯化简单，生产投资及成本相对较少，而且对环境不具污染性，也被称为“分子农场”。
高考生物真题专项解析—转基因生物,从基因工程中溯源
高考生物真题专项解析—转基因生物，从基因工程中溯源考向一基因工程【母题来源】2022年全国乙卷【母题题文】(2022·全国·高考真题)新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。
回答下列问题。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT-PCR法。
这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是______，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。
根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA 中的______来进行。
PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是______。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明______(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明______。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。
已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。
为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。
基因工程的基本操作流程是______。
[答案](1)逆转录酶##反转录酶(2) 特异性核苷酸序列退火##复性(3) 曾感染新冠病毒，已康复已感染新冠病毒，是患者(4)获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定(检测受体能否产生S蛋白)【试题解析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；过程：①高温变性：DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开)；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
(1)分析题意可知，新冠病毒的遗传物质是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA 到DNA的过程属于逆转录过程，逆转录过程需要的酶是逆转录酶(反转录酶)。
tPA特性及其利用转基因乳腺生物反应器生产研究进展
存在 ， 是一种内源性蛋 白质 ， 因此可高 效特 异地 激活 血栓处
的纤溶酶原来溶解血 栓 ， 机体 副作用 小 ， 治疗 血栓 性疾 对 是 病 的特效药 。本文对 ｔＡ的结构 功 能以及生 产尤 其是 利用 Ｐ 转基 因动物乳腺生物反应器生产进行综述 。
１ ＩＡ 的结 构 与 功 能 Ｐ
备 ， 以 ｔＡ价格昂贵 ， 所 Ｐ 远不能满 足临床需要 ， 为此人 们探索 各种 ｔＡ生 产途 径 。自 １８ Ｐ ９ ３年 Ｐ ｎｉａ ｅｎｅ 等 在大肠 杆 菌 中 得到 ｔＡ的 ｅ Ｎ Ｐ Ｄ Ａ的克隆和表达 以来 ， 世界各 国科学 家竞相 研究利用转基 因技术来生产 ｔＡ， Ｐ 以期得 到高表 达 ， 活性并 高 能够规模化生 产 ｔＡ的模式 。利 用转基 因技 术生 产外 源蛋 Ｐ 白有三种生产模式 ， 分别为 ： 原核生物表达 、 真核 细胞表 达 以
及转基 因动物乳腺表达外源蛋 白。对 于 ｔＡ这种 溶栓试剂 ， Ｐ
蛋 白的部分裂解导致 ｔＡ进一 步与纤维蛋 白结合 。 Ｐ ｔＡ广泛存 在于正常机体组织 和体 液中 ， Ｐ 人血 中浓度约
取、 原核 生物表达 、 核细胞 表达和 动物乳 腺生 物反 应器表 真 达这几个发展阶段 。最初 ｔＡ是从 血液和组 织 中提取 的 ， Ｐ 但 由于 ｔＡ在血 液、 Ｐ 组织等天然材料 中的浓 度极低难 以大量 制
Ｋ １区为 与肝脏受体结合部位 ； ２区为与纤维 蛋 白的低亲 和 Ｋ
力结合区 ； Ｐ区为整个分子发挥酶活性的催化活性区， 催化纤 溶酶原使之转化为纤溶酶， 内含有结合纤 溶酶原激活 剂抑制 剂（ Ａ 一） Ｐ ｌ１ 的区域。由 ｔＡ的结构功能区可见 ： Ｐ Ｐ ①ｔＡ从血浆 的清 除与 Ｅ区 、 Ｆ区、 １区和 ｌ Ｋ （ ２区有关 ； 酶活性 及和 Ｐ ② ｌ Ａ １的交互作用与丝氨 酸蛋 白酶 区有 关 ； ③纤 维蛋 白对纤溶 酶 原激活的增强与 Ｆ区、 ２区有 关。ｔＡ与纤维蛋 白的初期 结 ｌ （ Ｐ 合受其分子结构 中 Ｆ区的控制 。通过 分子 中的 ｌ （ ２区， 维 纤
动物乳腺生物反应器
动物乳腺生物反应器动物物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
乳腺生物反应器生产的外源蛋白种类广泛，从小分子肽到大分子复杂蛋白质，从生物活性酶到抗体、病毒抗原蛋白均可有效生产。
利用动物乳腺生物反应器生产重组蛋白的优点有：（1）生物活性高，无污染。
动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，包括糖基化、磷酸化、羧基化等，从而保证了产品的高生物活性。
（2）易分离提纯，成本低廉。
现有的一些人药物蛋白之所以昂贵，除了原料难以收集外，另一原因是分离提纯极为困难成本极高。
而动物乳腺生物反应器的产物直接经乳汁分泌出体外，只需用常规方法除去酪蛋白沉淀乳清，再经层析即可得到重组蛋白，已经建立起完整的分离纯化生产程序。
（3）产量高。
外源基因在动物乳腺中的表达量可以达到每升几克到几十克，小群转基因大家畜的产量即可满足全世界市场的需求。
动物乳腺生物反应器已经成为生物技术领域最具开发应用前景的尖端方向。
动物乳腺生物反应器发展简史转基因动物的研究始于20世纪80年代初。
1980年，Gordon等将重组DNA用显微注射法导入小鼠受精卵原核，首次获得了整合有外源基因的小鼠。
1982年，Palmiter等将大鼠生长激素基因显微注射到小鼠受精卵中，首次获得了体重为正常小鼠2 倍以上的“超级小鼠”并提出了从转基因动物中提取药物蛋白的设想。
此后几年的许多研究奠定了转基因动物技术体系的基础，但真正的乳腺生物反应器研究则始于1987 年Gordon 等的工作，他们将组织型纤溶酶原激活剂（tPA）与小鼠乳清酸蛋白（WAP）基因的启动子构成重组基因，成功地培育出了37只在乳汁中能表达tPA 的转基因小鼠，同年，世界上第一只能从乳汁中分泌α1-抗胰蛋白酶（AAT）的转基因绵羊在英国罗斯林研究所诞生。
从此，开始了乳腺生物反应器的实用性研究。
生物技术制药的研究进展
动物乳腺生物反应器的研究进展班级：生物工程学号：071454116 姓名：刘俊超摘要：动物乳腺生物反应器(Mammary Bioreactor)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。
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。
本文综述了乳腺生物反应器的原理，研究进展与应用。
关键词：乳腺生物反应器；研究进展；应用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(或1～2细胞的受精卵)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控制之下，使其在乳腺中表达，再通过回收乳汁获得具有生物活性的目的蛋白。
2研究现状2.1国外进展GordonL[l] 等将重组DNA 采用显微注射方法导人小鼠受精卵，首次获得了带有外源基因的转基因小鼠。
Palmiter等[2]将大鼠生长激素基因显微注射到小鼠的受精卵中，获得比普通小鼠大得多的“硕鼠”，并提出可以从转基因动物中提纯有价值的药用蛋白。
此后，国外在此项技术上不断取得新的进展。
荷兰的Phraming公司[3]培育出含人乳铁蛋白的转基因牛，每升牛奶中含有人乳铁蛋白1 g。
英国爱丁堡制药公司[4]已培育成功含a一1一抗胰蛋白酶(AA T)的转基因羊，每升羊奶中会有此种蛋白30 g。
V elander W H 等L3 报导用转基因猪生产人蛋白C的量为1 g／L。
乳腺生物反应器技术与前景
乳腺⽣物反应器技术与前景乳腺⽣物反应器技术与前景前⾔：暑期讲座班上听了唐克轩教授对于⽣物反应器的介绍后，本⼈对乳腺反应器有了很⼤兴趣。
于是假期整理了关于乳腺反应器的相关资料，作为学习报告。
摘要:报告分析了乳腺⽣物反应器的发展背景、研究概况；从定义、原理、建⽴乳腺反应器的基本⽅法⽅⾯详细的讲解了相关知识；从现在应⽤的相关⽣物⼯程技术⼊⼿，分析了各种⽅法的可借鉴优点以及存在的不⾜，并且提出了可以解决的办法；展望将来乳腺⽣物反应器的科研前景。
关键词：乳腺⽣物反应器；⽣物⼯程；转基因技术1国际国内背景1.1 ⽣物⼯程发展在新技术⾰命的影响下，传统的化学药物模式正在为⽣理药学模式逐步替代，预⽰着医药⼯业体系的划时代变⾰。
在⽣物⼯程药物的⽣产中，基因⼯程技术的运⽤显⽰出了其⽆与伦⽐的优越性：基因⼯程技术能明显提⾼⽣化药物的⽣产效率；基因⼯程提供了⼤规模制取传统技术难以制备的⼈体内活性物质的技术；基因⼯程药物对过去难以治疗的⼀些病症有特殊效果。
基因⼯程药物⼀般毒副作⽤较⼩。
1.2 乳腺⽣物反应器的研究概况1980年Gordon ⽤显微注射法将外源胸苷激酶基因转⼊⼩⿏基因组,⾸开转基因⼩⿏之先河。
1982年,Ｐalmiter 等成功地获得了转⼈⽣长激素的“硕⿏”轰动了整个⽣命科学领域。
1987年Ｇordon 将⼈组织纤溶酶原激活剂(t-PA)cDNA与⼩⿏乳清酸蛋⽩(WAP)基因启动区构建融合表达结构,⾸建乳腺⽣物反应器⼩⿏模型。
1991年Wright等在⽺的乳腺中表达了⼈抗胰蛋⽩酶基因，且其含量⾼达35g/L。
此后，转基因动物乳腺⽣物反应器的研究进⼀步深⼊，相继获得了多种珍贵蛋⽩，⼈α1-抗胰蛋⽩酶、⼈尿激酶、⼈凝⾎因⼦Ⅸ等诸多重要蛋⽩在转基因动物中业已获得有效表达,显⽰出乳腺⽣物反应器美好的应有前景。
2 乳腺⽣物反应器2.1 乳腺⽣物反应器定义及特点动物乳腺⽣物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导⼊动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利⽤动物乳腺天然、⾼效合成并分泌蛋⽩的能⼒，在动物的乳汁中⽣产⼀些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
利用动物乳腺生物反应器生产人凝血因子LX
利用动物乳腺生物反应器生产人凝血因子LX 班级：生工《2》姓名：周誉学号：0802012040【摘要】：转墓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奶中获取重组蛋白利用转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子LX是一种新型的生物制药方法且具有广阔的应用前景本文就转基因动物乳腺生物反应器生产人凝血因子LX的载体构建研究现状以及存在的问题等作一综述。
【关键词】：乳腺生物反应器凝血因子lx 、血友病氏转基因动物【正文】人凝血因子,人体凝血系统中重要的凝血因子它的缺乏会导致一种性连锁遗传的出血性疾病—血友病。
目前主要靠替代疗法。
即注射正常人血浆制剂以补充患者所缺乏的hfix。
然而这种治疗存在着血液来源困难以及有从供血者传染肝炎病毒，爱滋病病毒等致病因子的危险。
因此，传统的从血浆中提取hfix的方法远远不能满足临床需要。
虽然通过重组DNA技术已能够在鼠肝细胞株中合成有生物活性的hfix。
但是产量低，成本昂贵也难以满足实际需要。
而转基因动物乳腺生物反应器是基因制药的新方法。
通过转基因动物建立哺乳动物乳腺生物反应器来生产珍贵的药用蛋白也是近年来生物工程领域的研究热点。
1.乳腺生物反应器生产人凝血因子lx乳腺生物反应器是基于转基因技术平台使外源基因导人动物基因组中并定位表达于动物乳腺并能从动物乳汁中获取具有重要价值的重组蛋白的转基因动物的总称。
由于哺乳动物的乳房是一种天然的高效合成蛋白质的器官当外源基因的产物定向表达于乳腺时，可直接分泌于乳汁中而不损伤转基因动物本身特别是羊牛的泌乳量大，活性蛋白的产量高又容易收集。
因此转基因动物乳腺生物反应器就像一座生产活性蛋白的药物工厂只要牛羊吃的草就可以从奶中源源不断地生产出人类所需的药用蛋白质来.根据临床实际需要来看,血友病性B传统治疗方法和基因治疗方法都不能满足实际临床需要。
利用哺乳动物细胞培养法和微生物发酵法生产LX成本极高,浓度低,纯化困难且生物活性低而乳腺生物反应器技术完全弥补了它们的不足.其优越性主要体现在乳汁分泌表达的药用蛋白经过哺乳动物体内复杂的加工和修饰其生化特性生物学活性和功能与天然蛋白完全相同.哺乳动物乳汁中的蛋白质种类较少主要是酪蛋白乳球蛋白乳清蛋白等因此提纯重组基因在乳汁中生产的目的蛋白比较容易不需要复杂的工厂设备以哺乳动物的乳腺生物反映器生产药用蛋白是一个农业过程可以充分利用可再生的天然资源不会对环境造成不良影响动物乳房生产外源蛋白产量很高这会大大降低一些稀有药用蛋白的生产成本根据有关专家分析利用转基因动物乳腺生物反应器生产有着非常广阔的前景人凝血因子Ⅸ蛋白(hFIX)是治疗血友病B(Hemophilia B)的有效药物，临床治疗血友病B 所用人凝血因子Ⅸ来源于人血浆，不但成本高而且容易受到肝炎病毒和爱滋病毒的污染。
乳腺生物反应器生产蛋白药物
九十年代是生物高技术的时代, 转基因动物的研究如火如荼, 作为转基因动物研究的一个重要方面——乳腺生物反应器更得科技界及商界的热情关注。
有人把这样的产业叫做基因药物工业或叫分子牧场, 生产用于人类疾病治疗的蛋白药物。
乳腺是生产蛋白药物的一个理想场所, 这是因为药物从乳汁中提取容易又方便。
生物反应器生产的蛋白药物光在美国就有一个大约每年30 亿美元的市场。
由于市场的前景光明, 世界上相继成立了十几家乳腺生物反应器公司, 他们的几项产品已近临床试用阶段。
乳腺生物反应器的另外一个发展方向是利用牛乳腺的基因工程来改良牛奶的组成, 如增加某一蛋白组成或改变内源蛋白结构, 降低脂肪含量或生产拟人奶, 利用转基因小鼠进行的一些初步研究还是令人鼓舞的。
但目前转基因动物尤其是转基因家畜的制备效率仍然很低, 限制了生物反应器巨大潜力的发挥。
80 年代以来, 乳腺生物反应器研究取得了重大进展, 如1980年取得原核显微注射产生转基因动物; 1981 年将乳腺特异表达的融合基因导入转基因鼠; 1987年获得转基因鼠乳腺表达蛋白药物; 1988年第一个转基因绵羊产生; 1991年乳腺特异表达基因在山羊表达, 该基因并导入公羊; 1994年在动物模型中对乳腺生物反应器产品进行检验(临床实验前期) ; 1996年反应器产品第一次用于人类临床实验。
然而, 考虑到一种新药投入市场所需的复杂手续, 转基因家畜生产的药至今还没真正用于临床。
但据说目前至今有3种有潜力的产品正在动物模型中进行试验( 临床试验前期)。
11研制乳腺生物反应器的目的利用转基因动物从奶中生产药物绝对是为获取巨额利润。
与此同时, 也可利用这项技术改变牛奶组成或改善牛奶的加工处理性状, 如增加奶酪产量、减少牛奶生产中的能量消耗以及减少牛奶中的微生物含量。
其中最大胆的设想就是让牛产拟人奶, 即把牛奶蛋白基因去除, 代之以人类乳蛋白基因。
这样的牛奶将与人奶更相似, 可用作婴儿的代乳品。
转基因动物与动物生物反应器ppt课件
Gordon等首次成功地将含有HSV和SV40 DNA 片段的重组质粒DNA以显微注射法导入小鼠受精 卵的雄原核内，得到了带有这种外源DNA顺序小 鼠。
1982年，Palmiter等运用此法得到的所谓“超 级巨鼠”,曾引起整个生物学界的轰动。
到目前为止，人类已获得转基因鱼、鼠、羊、猪、 兔、牛等等大小动物。
4
动物所有细胞均整合有外源基因，则具有将外源 基因遗传给子代的能力，通常被称为转基因动物。
一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的 第一代转基因动物均为嵌合体动物，而显微注射 法得到的第一代转基因动物中，也有20％为嵌合 体动物。
当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出其 表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为 转基因动物模型。
目前, 已经培育出了动脉粥样硬化、镰刀形红细胞 贫血症、痴呆症、自身免疫病、淋巴系统病、真 皮炎及前列腺癌等多种疾病的模型动物,为这类疾 病的研究提供了方便。
35
（3）动物品种改良
通过外源基因的导入，改造动物的基因组,可 达到使家畜、家禽的生长速度加快，肉、蛋或奶 产量及品质提高，饲料利用率提高、抗病力加强 的目的。 目前应用最广的是，通过此技术改变牛奶的品质 和成份。在我国已获得转人乳清白蛋白、人乳铁 蛋白等转基因牛奶，为我国的“人源化牛奶”产 业化定了重要的基础。
2
转基因动物（transgenic animal）的概念
指借助基因工程技术将外源基因导入受体动物染 色体内，外源基因与动物基因整合后，随细胞的 分裂而扩增，在体内表达，并能稳定的遗传给后 代的动物。
即指基因组中整合有外源基因的一类动物。 整入动物基因组的外源基因被称为转基因
(transgene)。
类具有较多的相似性。 因而猪在提供人类移植所用的器官方面成为
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转基因动物----乳腺生物反应
摘要：文章分析了乳腺生物反应器的发展背景、研究概况；从定义、原理、建立乳腺反应器的基本方法方面详细的讲解了相关知识；从现在应用的相关生物工程技
术入手，分析了各种方法的可借鉴优点以及存在的不足，并且提出了可以解决
的办法；展望将来乳腺生物反应器广阔的科研前景和巨大的经济潜力。
关键词：乳腺生物反应器；生物工程；转基因技术
在新技术革命的影响下，传统的化学药物模式正在为生理药学模式逐步替代，预示着医药工业体系的划时代变革。
在生物工程药物的生产中，基因工程技术的运用显示出了其无与伦比的优越性：基因工程技术能明显提高生化药物的生产效率；基因工程提供了大规模制取传统技术难以制备的人体内活性物质的技术；基因工程药物对过去难以治疗的一些病症有特殊效果。
基因工程药物一般毒副作用较小。
1980年Gordon 用显微注射法将外源胸苷激酶基因转入小鼠基因组,首开转基因小鼠之先河。
1982年,Ｐalmiter 等成功地获得了转人生长激素的“硕鼠”轰动了整个生命科学领域。
1987年Ｇordon 将人组织纤溶酶原激活剂(t-PA)cDNA与小鼠乳清酸蛋白(WAP)基因启动区构建融合表达结构,首建乳腺生物反应器小鼠模型。
1991年Wright等在羊的乳腺中表达了人抗胰蛋白酶基因，且其含量高达35g/L。
此后，转基因动物乳腺生物反应器的研究进一步深入，相继获得了多种珍贵蛋白，人α1-抗胰蛋白酶、人尿激酶、人凝血因子Ⅸ等诸多重要蛋白在转基因动物中业已获得有效表达,显示出乳腺生物反应器美好的应有前景
转基因动物最初以改变家畜的生产性状而受到重视。
近年来，以转基因动物乳腺作为生物反应器来大规模生产有治疗价值的重组蛋白质，引起人们的广泛关注。
转基因动物是指通过实验方法,人工地把外源基因导入动物的受精卵(或早期胚胎细胞),使外源基因与动物本身的基因组整合在一起,因而外源基因能随细胞的分裂而增殖,并能稳定地遗传给下一代的一类动物.
转基因动物——乳腺生物反应器得到广泛利用以生产药物蛋白,好比在动物身上建"药厂",可以从动物乳汁中源源不断地获得具有稳定生物活性的基因产品.这是一种全新的药物生产模式,具有投资成本低,药物研制周期短和经济效益高等优点.它已经成为生物技术领域发展的重要方向。
乳房生物反应器是指人类通过对某种动物（如牛、羊）的遗传基因进行改造，使这些动物的乳房可以产生和分泌出人类所需要的某些物质。
乳房生物反应器，是用转基因动物的乳房（或乳腺）代替发酵罐，源源不断的生产供人类治疗疾病和保健用的药物。
动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
乳腺生物反应器生产的外源蛋白种类广泛，从小分子肽到大分子复杂蛋白质，从生物活性酶到抗体、病毒抗原蛋白均可有效生产。
乳腺生物反应器的应用主要体现在四个方面：建立转基因动物生物反应器模型；生产药用珍稀蛋白；提高乳汁的营养价值，并降低有达物质的含量。
制备乳腺生物反应器的关键是保证目的蛋白特异性在乳腺中的高效表达，传统表达载体都是选用某种乳蛋白基因的调控序列作为启动子元件。
目前，已经克隆并用作构建载体的乳蛋白基因主要有β-乳球蛋白（BLG）基因、aS1-酪蛋白基因、β-酪蛋白基因、乳清酸蛋白（WAP）以及乳清白蛋白基因。
动物乳腺生物反应器常用的转基因技术除了显微注射法外，
还有逆转录病毒介导的转基因、精子介导的转基因和胚胎干细胞(ES细胞)介导的转基因等。
显微注射技术（microinjection）
以显微注射法转外源基因没有长度上的限制，目前已证明数百kb之DNA片段均可以成功产制出转基因动物。
但随机整合可能破坏重要的内源性DNA 序列或激活细胞的致癌基因；产生的转基因动物常常是嵌合体；不能在胚胎早期确定性别等缺点。
逆转录病毒介导法（RMGT）
逆转录病毒介导的基因技术，是目前将外源基因导入细胞的最有效的方法。
此法优点在于转染谱广，可感染包括人体在内的多种动物细胞类型，一次可感染大量细胞，转染率高达100%。
但载体的滴度较低，且此载体容纳的外源基因量较少，不利于较大的基因的插入。
精子介导的转基因
包括精子载体技术和胞内精子注射技术(ICSI)。
前者尚未得到多数科学家的认可；后者于1999年由Perry等建立，转基因效果尚不确切。
胚胎干细胞介导的转基因
该方法是从胚泡期胚胎的内细胞群中分离细胞，培养这些细胞，并用外源基因进行转染，外源基因通过随机插人或同源重组的方式整合到干细胞的基因组中；通过抗生素筛选、富集被转染的细胞，把被转染的细胞转移进感受态胚囊，将其移人假孕个体的体内，从而获得转基因动物。
核移植技术的常规化需要在众多方面加以改进，特别是针对围产期胚胎死亡和细胞体外长期培养对克隆胚胎造成的不利影响，说明对早期胚胎发生和核移植中供体细胞核与受体卵母细胞质的细胞周期协调关系的研究还须进一步阐明。
我国的施履吉院士在20世纪80年代初就提出了乳腺生物反应器的构想并获得了表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔。
1996 年10 月，复旦大学遗传所和上海医学遗传所合作成功地获得了表达有活性的F-IX蛋白的转基因小鼠和5只转基因绵羊，真正开始了我国的乳腺反应器构建工作。
1998年，上海医学遗传研究所构建成以牛酪蛋白基因启动子驱动F-IX基因表达的表达载体，显微注射到山羊受精卵的雄原核，成功制备了5头转基因羊。
上海医学遗传研究所于1999年2月，得到一头带有人血清白蛋白基因的转基因牛。
2000年，中国农大和北京兴源生物科技中心合作，将改造的人AAT 基因显微注射到山羊受精卵原核中，获得了3只带有人AAT 的转基因山羊。
近几年来的成功报道仍限于显微注射等常规方法，离国外尚有一定差距。
前景展望
专家介绍，动物乳腺生物反应器是上世纪九十年代继微生物发酵和哺乳动物细胞培养技术之后发展起来的最新基因工程制药和蛋白生产技术，也是生物技术领域中商业前景最为灿烂的高新技术之一。
动物乳腺生物反应器是利用转基因技术在动物乳腺器官生产高附加值蛋白质，从而使动物乳腺发展成为"蛋白生产车间"。
利用该技术生产的重组蛋白不仅可开发成具有天然活性的蛋白药物，还可开发成保健品、功能食品、工业用蛋白和生物材料等。
与传统的制药产业相比，具有安全、高效、廉价以及高效益等优点，尤其是解决了原核基因工程制药需要蛋白的后加工和修饰的难题，也解决了细胞生物反应器的高成本问题。
目前成功的实例说明体细胞打靶和核移植相结合制备乳腺生物反应器是发展的重要趋势。
许多国家政府和大型制药企业竞相投入巨资资助乳腺生物反应器产品的开发和生产，使乳腺反应器研制和产业化呈现日益加速的趋势。
利用乳腺反应器生产营养活性蛋白，如需求
量极大的护肤品中的活性蛋白，或者改造奶质而使其具备营养和药用双重功能，或者直接生产口服生物制品，都具有极大的市场潜力。
相信乳腺生物反应器产业不仅会成为有高额利润回报的新型行业，而且将会带动整个国民经济的发展，形成全新的产业结构模式。
因此，我们应当抓住机遇，增加投资力度，大力兴办乳腺反应器产业，以在未来的生物高技术竞争中夺得主动权。
参考文献：
1 陈红星杨晓等.乳腺生物反应器制备中表达载体的发展[J].生物工程学报
2 邓继先林福玉.制备动物乳腺生物反应器的问题和对策[J].生物技术通讯,2003,14(3):204
3 Gordon K.Production of human plas minegen activator in the transgenic mouse milk [J]. Biotechnology,1987,5:11831-11853.
4 林莉.胡佐忠转基因动物技术的研究进展[期刊论文] -畜禽业2005(05)
5 孙怀昌，陈刚，张磊，宋红芹，施伟庆．动物乳腺特异表达载体的构建及其表达特性研究[J]. 扬州大学学报,2003,24(4)：1-4.
6 张保军,杨公社,张丽娟.转基因动物乳腺生物反应器研究进展[J]. 动物医学进展,2003,24 (2):7-9.
7 张克忠，邱信芳．乳腺生物反应器的基础研究—载体构建，检测及反应器的建立方法[J]．国外医学遗传学,1997,20（6）：314-319.
8 潘伟荣.霍金龙.查星琴.张清政.牛自兵.曾养志转基因动物的研究进展与应用前景[期刊论文] 2008(6)。