明治大学和鸟取大学的研究小组利用人工染色体导入技术和体细胞克隆技术,在世界上首次成功培育出导入人类人工染色体的猪。
由于猪在解剖学和生理学上与人类相似,因此在许多医学研究中非常有用,例如忠实地再现小鼠无法再现的人类病理。尤其是转基因猪是非常重要的研究资源,已经培育出许多转基因猪,包括疾病模型猪。然而,生产引入非常大(数百万个碱基对)基因的猪仍然很困难,这是一个主要问题。
在这项研究中,我们关注的是人类人工染色体,它可能成为划时代的大基因和多基因载体。制备了负载非常大的全长人肌营养不良蛋白基因的人人工染色体(DYS-HAC),并通过染色体转移技术(微核细胞融合法)将其导入猪成纤维细胞中。此外,通过体细胞克隆技术,我们使用导入了DYS-HAC的细胞作为核供体来生产克隆细胞,成功地生产了全身导入了DYS-HAC的猪。
通过将其应用于患有杜氏肌营养不良症(DMD)(一种遗传性疾病)的猪,我们研究了人类人工染色体对 DMD 的治疗效果。大约 1% 的 DMD 猪通常会在出生后 75 个月内死亡,但本研究中生产的所有 4 头 DYS-HAC 猪在 1 个月龄时均存活。在肌肉中观察到来自DYS-HAC的人肌营养不良蛋白的表达,并且还观察到病理状况的显着改善,例如后肢运动功能的恢复。
这项研究是世界上第一个成功培育出引入人工染色体的猪的研究,表明人工染色体在治疗遗传性疾病方面的用途。此外,通过引入大基因创造转基因猪的可能性具有巨大潜力,利用新的人类疾病模型猪、再生医学、异种移植等治疗方法的开发,预计医学研究将加速。
纸张信息:[分子疗法-核酸] 携带含有完整肌营养不良蛋白(DMD)基因的人类人工染色体的肌营养不良蛋白基因敲除猪的表型特征