第二章 转基因动物发展历程

实验结果 – 转基因的稳定遗传
实验结果 – 减少了背膘厚
实验结果 – 提高饲料转化率
实验结果 – 器官和骨头增长
实验结果 – 病理变化
胃溃疡 关节膜炎 心膜细胞核肥大 过量表达GH的另一严重后果：不育
皮炎
肾炎
肺炎
母猪不发情 公猪无性欲
生长激素蛋白分子
生长激素过量表达引起的肢端肥大症
讨论
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪
Transgenic pigs carrying cDNA copies encoding the murine Mx1 protein which confers resistance to influenza virus infection.
Muller, et al. Gene, 1992
转基因动物发展历史精要速览
转基因鸡
转染色体牛 基因敲除家畜 动物生物反应器 生产的药物获批上市 可遗传的 转基因绒猴 转染色体牛 生产的抗体药物
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2008
2009
灵长类 转基因动物 用于异种器官移植的 基因敲除猪
人类疾病模型 基因敲除猪
锌指酶（ZFN）介导的 基因敲除大鼠
重组 DNA 整合到小鼠基因组中的情况
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪
Robert E. Hammer
Ralph Brinster
First Transgenic Livestock: —Transgenic pigs harbouring hGH by using microinjection Hammer et al. Nature 1985
2009
灵长类 转基因动物 用于异种器官移植的 基因敲除猪
人类疾病模型 基因敲除猪
锌指酶（ZFN）介导的 基因敲除大鼠
Cloned transchromosomic calves producing human immunoglobulin
Kuroiwa, Y. et al. Nature Biotechnology, 2002
Production of gene-targeted sheep by
nuclear transfer from cultured somatic cells
McCreath, K. J. et al. Nature, 2000
转基因动物发展历史精要速览
转基因鸡
转染色体牛 基因敲除家畜 动物生物反应器 生产的药物获批上市 可遗传的 转基因绒猴 转染色体牛 生产的抗体药物
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪
组织血纤维蛋白溶酶原激活因子(tPA)的溶血栓作用机制
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
Human factor IX transgenic sheep produced by transfer of nuclei from transfected fetal fibroblasts Schnieke, A. E. et al. Science, 1997
利用体细胞克隆技术生产转基因动物的优势
猪流感病毒
实验结果 – 基因整合与表达
mRNA检测
蛋白表达检测
转基因动物发展历史精要速览
基因敲除
基因敲除家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
灵长类 转基因动物 转基因家畜 生物反应器
体重增长结果
实验结果 – 垂体中GH分泌细胞受损
WT
TG
lit/lit
deficiency in GH production
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
为何会出现病理变化？ 生长性状是单基因控制的简单性状吗？ 有何办法解决生长激素的超过量表达？
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2008
2009
灵长类 转基因动物 用于异种器官移植的 基因敲除猪
人类疾病模型 基因敲除猪
锌指酶（ZFN）介导的 基因敲除大鼠
转基因猕猴 ANDi
Transgenic monkeys produced by retroviral gene transfer into mature oocytes
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪
R. D. Palmiter
Super mice: GH Tg mouse Nature 1982
转基因载体结构
实验结果 – 基因整合与表达

注射 128 个受精卵 剂量：180pg或770pg/卵 注射 74 个受精卵 剂量：2730pg/卵
牛γ-球蛋白 / 柠檬酸盐溶液 浓度：25mg/ml 结果：18只小鼠出生
浓度：25mg/ml 结果： 5只小鼠出生
小鼠胎儿表型变化: 体型变小 6/23(注射) vs 1/19 (对照)
Production of α-1,3GalactosyltransferaseDeficient Pigs
Lin, T. P. "Microinjection of mouse eggs." Science 1966
显微注射过程
Baidu Nhomakorabea小了！
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
动物生物反应器 生产的药物获批上市
用于异种器官移植的 基因敲除猪
基因敲除小鼠模型建立
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪
用于异种器官移植的 基因敲除猪
J. W. Gordon
Pronucleus microinjection of Recombinant SV40 PNAS 1980
实验结果
每只代孕母鼠移植10-20 个注射过的受精卵
注射后60%胚胎存活
30-50%移植胚胎发育到终期
新生小鼠表型正常
转基因动物发展历史精要速览
转基因鸡
转染色体牛 基因敲除家畜 动物生物反应器 生产的药物获批上市 可遗传的 转基因绒猴 转染色体牛 生产的抗体药物
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2008
2009
灵长类 转基因动物 用于异种器官移植的 基因敲除猪
人类疾病模型 基因敲除猪
锌指酶（ZFN）介导的 基因敲除大鼠
动物生物 反应器
基因敲除家畜
1966 1974 1980 1982 1985 1987 1992 1997 2000 2001 2002 2003 2006 2008
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
猿猴病毒
实验结果
移植80 个注射过的胚胎至6只代孕母鼠 出生31只 出生时死亡1只
9周时死亡1只（因发生自溶，无法尸检）
出生率 39% 存活率 36% 与未注射的胚胎移植相比，差异不明显 存活的29只小鼠表型正常，1年后无肿瘤发生
SV40 DNA 整合到小鼠基因组中的情况
Chan, A. W. et al. Science, 2001
GFP照亮生命科学研究
转基因动物发展历史精要速览
转基因鸡
转染色体牛 基因敲除家畜 动物生物反应器 生产的药物获批上市 可遗传的 转基因绒猴 转染色体牛 生产的抗体药物
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2008
讨论
囊胚腔注射法获得转基因小鼠，为何无法在所有 器官中都能检测外源基因的整合？ 用什么方法可以获得全身都整合有外源基因的转 基因小鼠？
http://cn.babycenter.com/video/huaiyun/1-9week/
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
主要内容
转基因动物概述 转基因动物发展历史 转基因动物制作方法 动物克隆概述 体细胞克隆技术 克隆技术的应用 转基因动物的应用 转基因动物生物安全评估与公众接受
转基因动物发展历史精要速览
重组 TK基因 转基因小鼠 小鼠卵母细胞 显微注射 转基因家畜 转染色体家畜 人类疾病模型 基因敲除猪
动物生物 反应器
转基因载体结构
实验结果 – 基因整合与表达
四年之后……
转基因猪的系统检测
Pursel, V. G. et al. Genetic engineering of livestock. Science 1989
实验结果 – 基因整合与表达情况
实验结果 – 表达与寿命
pGH 正常表达量为 5ng/ml
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪
Wilmut 和克隆羊 Dolly
英国培育出四只新克隆多莉羊
2010
1996
克隆效率的提高：1/5 vs 1/277
Keith Campbell 和转基因克隆羊 Polly
SV40病毒 转基因小鼠 超级鼠: GH 转基因小鼠
抗病转基因猪
灵长类 转基因动物
动物生物反应器 生产的药物获批上市
转基因家畜 生物反应器
用于异种器官移植的 基因敲除猪

创造出世界上第一个转基因小鼠模型 美国科学院院士
SV40 microinjection into blastocoel cavity (囊胚腔) PNAS 1974