来源：中国实验动物信息网

人物专访中国实验动物信息网专访赖良学教授：我国转基因猪在国际上有望占领制高点大有可为

赖良学博士在美国采用基因敲除技术首次实现了人类培育"基
因敲除"克隆猪，科学界普遍认为"这是向异种器官移植 迈出
的关键一步",回国后赖教授一直致力于该领域研究， 通过技术
攻克研制转基因猪，取得系列重大研究成果。

专访编

中国实验动物信息网有幸在2015年1月16日于广东广州举办的广东省实验动物学会学术年会上采访到赖良学教授，赖教授作为本次大会特邀嘉宾做了题为"基因修饰猪研究进展"的专题报告。采访中赖教授对基因修饰技术、技术攻克难关和应用领域等方面做了详细讲解，对我国未来转基因猪发展前景和社会价值寄予厚望，他指出，我国拥有丰富的小型猪资源，技术上不落后于国际水平，完全有望在国际上占领制高点，大有可为。

我国转基因猪在国际上有望占领制高点，大有可为中国实验动物信息网：赖教授，您最初是基于什么原因开展转基因猪研究？

赖良学：在1996年世界上首例克隆羊多利面世，这一研究成果震惊世界，随后人们也开始想攻克克隆猪。我1998年去了美国密苏里大学动物研究中心实验室，当时实验室也正在做体细胞克隆猪，体细胞克隆猪的目的也就是想做基因修饰猪，包括基因打靶、转基因等，当时最想做的是把猪的器官移植到人身上，为此就要把猪的基因改掉，减少排斥反应，使猪的免疫原性更接近人类，这样只有通过体细胞克隆技术才能做出来，利用基因敲除技术把猪基因里比人多出的那一个半乳糖去掉。为此我们实验室团队从1998年至2001年一直在研究最终把体细胞克隆猪的技术攻克了，也把基因打靶技术攻克了，并在2002年1月《science》杂志上发表了文章，这一技术的成功也坚定了我的研究信念和方向。另外，加上当时实验室有好几个大公司投资做转基因猪的研究，预期每年的市场价值500-600亿美金，因此，根据美国实验室的需要，从那时候开始与转基因猪的研究工作结缘了，至今在这个领域16年时间。

中国实验动物信息网：为什么会选择大动物猪作为实验对象？

赖良学：因为大动物猪具备很多优势，首先对于器官移植来说，只有猪的器官在生理、形状、结构大小跟人类的比较接近；而对于疾病模型来说，猪比小鼠更接近人，因为猪的器官大小、生理、代谢、寿命都跟人差不多，所以猪的疾病模型用于做药物筛选、人类疾病研究、干细胞治疗的效果肯定也比小鼠好。

中国实验动物信息网：实现转基因猪方式有哪些？涉及哪些技术？不同技术有什么区别？目前国内外在转基因方面有哪些新的前沿技术？

赖良学：目前来说转基因猪方式包括普通转基因和基因打靶两种方式，其中：普通转基因猪是把外源基因放到猪里面，让猪表达它自己没有的基因，或者它自己有，但是它表达弱，我们让它过表达；基因打靶是把某个基因放到猪基因的特定位置，想对猪的哪个基因进行突变或修饰都可以。基因打靶包括两种功能：一是基因敲除，即把某个基因去掉，二是基因敲入，是把某个基因放到某一个地方。要实现以上两种基因修饰猪方式有很多的基本技术，包括有原核注射、精子载体法和体细胞克隆。基因打靶技术包括同源重组基因打靶技术、锌指核酸酶基因打靶技术、TALENs基因敲除技术、CRISPR/Cas9基因敲除技术等。

1、原核注射技术：这种技术非常复杂，而且基因定位不准确，基因表达情况不可预测，采用该技术效率低，现在已逐渐减少应用了。

2、精子载体法：就是把精子跟基因放在一起，通过精子表面粘着外源基因，让这个精子去受精，在受精过程中就把外源基因带进去，但是这种做法还存在争论，在世界上还没普遍应用起来。

3、体细胞克隆技术：这是最高级的技术，以前小鼠有胚胎干细胞可以通过胚胎干细胞进行基因打靶，但猪的胚胎干细胞到现在为止30年了还没有成功，所以该方法在猪身上行不通。只有通过体细胞克隆，但体细胞难度大，很难做，我是2002年世界上第一个利用体细胞克隆技术做出基因打靶猪，一直到到目前为止用体细胞克隆技术做出来的基因打靶猪没超过5个，因为一直是利用基因同源重组技术来获得基因打靶体细胞系，这种方法效率很低、花很多时间，成本高而且成功机率低。

而最近2-3年出了几种新的基因打靶技术，包括锌指核酸酶基因打靶技术、TALENs基因打靶技术、CRISPR/Cas9基因敲打靶技术等，这几种新的基因打靶技术的出现使大动物的基因定向修饰变得非常容易，以前小鼠上面能做的东西大动物不能做，或者说能做但很难做，所以我们做不过啮齿类动物，但通过这几种技术现在我们可以了。

4、锌指核酸酶基因打靶技术：该技术是2008年出来的，当时我们实验室立即跟进，通过这项技术很快获得了世界上首只锌指核酸酸酶基因敲除猪，该技术确实比以上三种技术效率得到大大提高，但也有它的缺点，该技术被Sigma公司控制、效率低，而且载体构建非常繁琐、成本很高（买一个载体需要20万人民币）。

5、TALENs基因敲除技术：这一技术比锌指核酸酶基因打靶技术大大进步，载体合成简单得多，成本更低了，通过TALENs技术大概一个月左右就可以把载体完成，不过该项技术也存在基因脱靶的可能性。

6、CRISPR/Cas9基因敲除技术：这2-3年出现的最新技术，比TALENs基因敲除技术更进一步，效率更高，大概一周即可完成一个载体，成本也更低（做出一个载体可能只需几百元），但它的缺点是基因脱靶机率很高，使用风险增加。但总体上，该技术以其他技术都取得了大大进步，也是当前最先进基因修饰技术。

目前来说，国内外在转基因、基因打靶方面技术基本上与国际是同步的，但这些技术都不是我们国内科学家发现的，而把这些技术应用到大动物领域并取得重大研究成果我们是占据了领先位置。

中国实验动物信息网：采用CRISPR/Cas9基因敲除技术建立转基因猪，它与其他技术最大的区别在哪里，需要攻克的难关是什么？

赖良学：最大的区别是效率非常的高，通过这种技术只需要一周时间就可以制作出来，成本也很低。目前最需要攻克的是基因脱靶的问题，因为基因脱靶是随机性的，脱靶概率高，导致受孕母猪易流产，对于转基因猪的培育有很大的阻碍。现在很多人都想攻克这个问题包括国际上也有些研究报道，但都还没解决。那么我们现在从技术层面上所采用的办法就是把很多细胞混在一起（不同的克隆细胞混在一起），有的可能脱靶，有的可能不脱靶，是随机的，我们的人类白化病猪、帕金森综合症猪等通过该方法陆续做出来，包括其它一系列基因打靶猪都做出来了。因此，目前来说我们主要是通过这种技术来提高成功率，将来能克服基因脱靶这一难关。

中国实验动物信息网：目前，建立的转基因猪主要在哪些领域应用？

赖良学：首先在农业方面，可以对猪的基因进行改造，提高猪肉产量，改善猪肉的质量，增加猪肉的营养价值等，也可以提高猪的抗病能力，更设想把猪粪的臭味去掉减轻对环境污染。在生物医药方面，第一是可以进行异种器官移植，把猪的器官移植到人身上，比如把猪的肾脏、心脏、胰脏、角膜等往人身上移；第二是动物模型，通过基因敲除技术让猪得人的病，利用疾病猪模型进行人类疾病发生发展机理、疾病的药物和干细胞治疗研究；第三是产生高生物活性药物，比如人凝血因子可以在乳腺里表达，人血清白蛋白可从猪血中表达等。第四是人源化器官的实现，即让猪体内长出人的器官，目前干细胞技术发展很快，将来把人的干细胞放到猪的早期胚胎中，这样猪的心脏还长人的干细胞，这就是人源化器官，在此之前有日本科学家在小鼠身上长出大鼠的胰脏，说明人源化器官的预想是可实现的，这也是未来大有前途的研究领域。

中国实验动物信息网：目前通过转基因技术建立的动物模型猪有哪些？

赖良学：目前我们已建立人类白化病和帕金森综合症、老年痴呆模型、ALS模型、小脑供给失调模型、早衰模型、耳聋模型、免疫缺陷型模型等一系列疾病模型猪，这些模型做出来了但是还没有得到大规模的应用，这里有多方面的原因：一是没有相应的高标准的饲养条件，如无病原饲养室，免疫缺陷型模型对病源无抵抗力，在普通饲养环境中不能长期存活；另外，对猪行为学、影像学的研究缺少完善的评价体系，导致很多模型无法广泛应用，这些评价标准还需要实验动物行为学的专业人员参与制定。

中国实验动物信息网：赖教授，您预期转基因猪的社会化价值怎样？

赖良学：如果在异种器官移植成功了，预计一年市值达几百亿美元；在动物模型方面，通过猪建立各种疾病动物模型用于人类疾病、药物、干细胞研究等也将带来巨大的市场价值；而在高生物活性药物上，比如进行血清白蛋白生产，如果成功了预计一头猪一年可以产生10万元以上效益，这些是可预测的，人源化器官还没做出来，其价值目前还不可预测。

中国实验动物信息网：您对我国转基因猪研究的展望？

赖良学：在农业方面，投入专项资金支持转基因猪研究的就只有我们国家。而在实验动物方面，我国完全有望领先国际水平，一方面我们不但拥有丰富的小型猪资源，比如五指山小型猪、厥麻小型猪、西藏小型猪、巴拿马猪等，第二个方面从技术上讲，我们一点都不落后于国际上，另外，我国还占据了成本低的优势，所以要大规模开展这方面的研究，应该会比国外发展得快。实际上，我们国家也早认识到我们在实验猪领域所处的优势地位，从2009年开始就围绕猪在生物医学方面的基础研究专门设立了5个"973"研究课题，其中1个是超级973计划投入9000多万，支撑在生物医药中的猪模型研究。因此，从我国研究投入上和我们所掌握的技术优势来说，我国转基因猪研究在国际上有可能占领制高点，所以我对猪在生物医药作为实验动物研究是充满信心的。

 

赖良学教授

现任中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员。

中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员，吉林大学畜牧兽医学院院长/教授，博士生导师，华南干细胞与再生医学研究所副所长。2013年获得第四届振兴中国畜牧贡献奖十大杰出人物。

主要研究领域：人和动物胚胎干细胞的分离培养、转基因动物的建立、动物克隆及人类治疗性克隆、体外受精及其影响因素。

研究成果：赖良学博士在美国密苏里大学动物中心实验室采用基因敲除技术首次实现了人类培育“基因敲除”克隆猪，科学界普遍认为“这是向异种器官移植迈出的关键一步”，为人类的器官移植开辟了新天地，从经济方面看，华尔街分析师估计，其市值每年为50—60亿美元。先后在《Science》、《Nature Biotechnology》等国际影响力期刊上发表论文多篇，获得国家级、省级专利多项。