动物乳腺生物反应器研究进展

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动物乳腺生物反应器研究进展
　　
作者：代长云 黄海军 向敏 陶弼菲 陈志
华 高其双 吴建英
　　
　　摘要介绍了动物乳腺生物反应器的
概念,综述了动物乳腺生物反应器及其载
体的发展现状,以为动物乳腺生物反应器
进一步研究提供借鉴。
　　关键词动物乳腺生物反应器;表达载
体;发展现状
　　1动物乳腺生物反应器的概念
　　动物乳腺生物反应器(Mammary
gland bioreactor)属于转基因动物范畴,其
原理是通过转基因技术,将乳腺组织特异
性启动子驱动的外源基因,在动物乳腺组
织高效表达,通过乳汁分泌到体外,该方
式不会对动物自身机体造成损害,通过回
收乳汁就可以提取有重要价值的生物活
性蛋白。通常情况下,这种外源蛋白的特
异性表达方式更安全、可靠。
　　2动物乳腺生物反应器表达载体的
发展
　　外源基因在动物乳腺中高效表达有
2个前提:一是选用的调控元件要能指导
目的基因在乳腺中高效、特异性表达,并
且表达产物能分泌到乳汁中;二是整合到
动物染色体基因组中的表达载体要处于
开放和活跃转录状态,而这 2个前提都归
结于表达载体的成功构建[1]。
　　基于普通质粒的表达载体
　　哺乳动物的染色体是许多独立、分
散的区域组成,区域内含有单个或多个转
录单元,包括调控基因表达的所有控制元
件。乳蛋白基因以独立区域的形式存在
于染色体上。对乳蛋白区域进行调控的
一些重要控制元件可分为三类:① 调控
基因转录的元件,包括启动子、增强子和
激素应答元件。乳蛋白的启动子和增强
子在大多数情况下位于转录起始位点数
百个碱基处的 5’侧翼区,有时可远至
10kb。乳蛋白激素应答区的表达受催乳
素、胰岛素、糖皮质激素及细胞间质的
诱导。②具有使染色体变构和开放功能
的元件,有位点控制区和核基质黏附区,
主要用于对抗位点效应。位点控制区位
于5’远端,是大区域的 DNaseI 高敏区。
位点控制区包括多个 DNaseI 高敏区,各
个高敏区与其反式因子结合成一个单元,
然后对启动子复合物起作用。因此,一般
认为位点控制区具有增强子和绝缘子的
双重功效[2]。核基质黏附区也起到绝缘
子的作用,并且还具有转录增强活性,多
数位于区域的两端,可以把区域拴在核基
质上。③与转录后翻译有关的元件,主要
包括 5’和 3’非翻译区及 Poly A 位点。
它们主要影响mRNA 的加工过程、翻译
效率和稳定性[1]。这种载体使用的一般
是cDNA,因而有可能丢失一些增强表达
的元件,转录后的 mRNA 也不稳定。另
外,这种载体的容量较小,不可能包含整
个乳蛋白基因座,往往不含位点控制区和
核基质黏附区等序列,因而易受整合位点
邻近基因簇序列的影响,出现表达沉默或
异位表达的情况,即“位点效应”。
摘要：

动物乳腺生物反应器研究进展摘要作者代长云等人介绍了动物乳腺生物反应器的概念综述了其及载体的发展现状为后续研究提供参考。动物乳腺生物反应器属转基因动物范畴通过转基因技术使外源基因在动物乳腺高效表达产物随乳汁分泌到体外安全可靠。其表达载体发展如下：1基于普通质粒的表达载体：调控元件分三类包括调控基因转录、使染色体变构和开放、与转录后翻译有关的元件。但载体容量小易受“位点效应”影响外源蛋白表达量低不过操作成熟、成本低仍广泛用于转基因动物模型研究。2基于酵母人工染色体的表达载体：为克服位点效应需大容量载体如YAC。制备转基因动物乳腺生物反应器有ES细胞转染法和显微注射法但纯化完整YAC、制备携带完整YAC的转基因动物仍是难题。3基于同源重组的定点打靶载体：利用同源重组原理将目的基因定位整合于乳蛋白等合适基因座克服“位点效应”。BLG基因调控序列是构建反刍动物乳腺特异表达载体的首选。全球几十家大公司进行产业化开发已有2种药物完成临床试验1种上市。国内起步晚但“863”计划资助后取得重要成果。不过该研究仍面临生产周期长、基因整合效率不高、转基因动物死亡率高且续代难等问题。未来以体细胞克隆技术和转基

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