大鼠有望成實驗室頭號“明星”
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本報訊 (記者許琦敏)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(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了華人科學(xué)家應(yīng)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(gòu)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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年的諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。
從此，小鼠取代大鼠一躍成為生命科學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)完成博士后研究工作后，應(yīng)其龍來到英國愛丁堡大學(xué)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(xué)干細胞中心建立起自己實驗室的應(yīng)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(xué)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(yīng)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(guān)，而聲名遠揚。
“從提出胚胎干細胞新的學(xué)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(xué)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。”應(yīng)其龍教授在國內(nèi)的合作者、第二軍醫(yī)大學(xué)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。
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