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尊龙凯时·(中国)人生就是搏! 纪念ips克隆猪成功培育,来看这些年华大如何研究“猪”

纪念ips克隆猪成功培育,来看这些年华大如何研究“猪”-尊龙凯时·中国官方网站

发布日期:2023/12/18

“猪”似乎常常会给我们带来不好的联想,比如“胖得像猪”、“笨得像猪”、“好吃懒做”等等。但其实猪可能跟我们想象的不一样,比如家猪的平均体脂率一般在15%左右,已接近维密超模的体脂;猪的智商在动物界中名列前茅,有出色的长期记忆能力和定位能力;而猪在泥地打滚则是为了调节体温或阻挡蚊虫叮咬,并非不爱干净......

其实往前追溯至大约9700万年前,猪和人有着共同的远古祖先,二者在遗传水平上具有近84%的同源性,而今天与猪相关的研究成果正持续为神经科学、再生医学和演化发育等生物学研究提供宝贵模型资源。此外,因为猪身上也会发生一些人类常见的复杂遗传疾病,这使其成为研究人类疾病绝佳的动物模型


11年前的今天,中国科学院广州生物医药与健康研究院联合华大等单位,利用猪成纤维细胞诱导获得的猪多能性干细胞(ips)成功培育了克隆猪。这是世界首例成活的ips克隆猪,也是我国在大动物ips研究方面的标志性成果,为用ips实现大动物基因打靶提供了技术路线。

除了上述成果,多年来华大还通过全球领先的技术与工具持续对“猪”开展了一系列如全基因组测序、猪肠道微生物、跨物种比较、单细胞等方面相关的研究。下面,就让我们一起来回顾一下吧~

2011年,华大对“5·12”汶川地震中创造生命奇迹的“猪坚强”采用手工克隆技术,将其体细胞进行体细胞核移植(scnt),经过110天的体内胚胎发育,代孕母猪成功生产出“猪坚强”的复制个体小“猪坚强”,延续了“猪坚强”的优质遗传基因。

2012年,由华大参与完成的两篇关于家猪全基因组测序和分析的文章分别在naturegigascience发表。研究指出,猪有上百个基因位点与人类已知疾病位点的氨基酸序列表达一致,包括糖尿病等,与家猪基因组相关的大规模数据将助力人类疾病的相关研究。


2013年10月,华大联合丹麦奥胡斯大学等单位通过手工克隆技术首次将人体生物钟基因突变体转入猪体内,相关研究发表于plos one。成果对生物节律的药物新靶点发现及临床前药效学评价具有重要意义。

2016年9月,华大联合多个机构共同构建了全球首个猪肠道微生物参考基因集,相关成果发表于nature microbiology。该研究不仅在科学养殖猪方面具有重要指导意义,也为以猪为模型的人类疾病研究提供了有益参考。

图片来源:http://gigadb.org/

家猪因在多个方面与人高度相似,被认为是人最有希望的异种移植来源。但由于猪和人之间存在一些物种特异性的细胞和分子差异,异种器官移植的临床表尚待改进。从单细胞或跨物种层面对猪进行研究,有助于克服种间嵌合体形成过程中的发育不相容性。

2020年3月,卡罗林斯卡学院联合华大等单位共同构建了人类、猪、小鼠大脑中的蛋白编码基因图谱,相关成果发表于science;2021年2月,华大联合得克萨斯大学西南医学研究中心等首次在单细胞水平解析了猪与灵长类胚胎早期发育的差异,成果发表于cell discovery。研究首次获得了猪延长期胚胎单细胞数据,并通过跨物种比较解析了异种胚胎早期的发育差异,这为后续进一步研究异种嵌合发育的壁垒机制提供重要信息。


2022年6月,华大联合奥胡斯大学等单位,利用单细胞转录组测序首次构建了家猪多组织和器官的细胞图谱,证实猪内皮细胞存在高度的细胞和功能异质性,成果发表于nature communications。这些发现为利用家猪研究人心血管疾病和改善异种器官移植免疫排斥反应提供了关键的科研资源,对人脑疾病中的小胶质细胞进化模块研究具有重要意义。


此外,家猪的脑组织也拥有与人脑相似的多脑回结构,具有极高的研究价值。2021年4月,华大联合华中农业大学等首次构建了家猪脑组织的单细胞转录组图谱,成果发表于science bulletin。图谱不仅为了解家猪脑组织内细胞类型组成及各细胞类型之间的相互作用提供线索,还将间接助力人类神经系统疾病的相关研究。


动物模型是研究人类发育和疾病、确定有效治疗方法及疫苗的重要工具。猪因其在结构、免疫学、基因组和生理学等方面与人类相似,所以在大脑和神经退行性疾病、心脏疾病、肺部疾病、癌症、异体移植等方面的研究得到了广泛应用

作为全球领先的生命科学前沿机构,未来,华大将持续依托自主可控的底层工具与技术,充分发挥“产学研”一体化平台优势,助力生命科学领域进步,进一步推动对模式生物的深入了解,促进基因科技成果转化,为“基因科技造福人类”提供强有力的科学支撑。

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