20年耕耘 賴良學(xué)的"里程碑式"貢獻(xiàn)
帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首次培育出亨廷頓舞蹈病豬模型,深耕“豬”領(lǐng)域的科學(xué)家賴良學(xué)
金羊網(wǎng)記者 李鋼 通訊員 黃博純
“我是天天和豬打交道的。”賴良學(xué)這樣調(diào)侃自己的工作。
二十多年來(lái)在“豬”領(lǐng)域的深耕所取得的成果,讓這位來(lái)自中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院的科學(xué)家多次以第一作者或者通訊作者的身份在《科學(xué)》、《自然》等頂級(jí)科學(xué)期刊上發(fā)表論文。這些科研成果也被世界所關(guān)注。而就在近日,由他領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì),更是在世界上首次培育出亨廷頓舞蹈病的豬模型,成為生物學(xué)界“里程碑式的事件”。
二十年前與豬“結(jié)緣”
與“豬”結(jié)緣,要從1998年開(kāi)始説起。當(dāng)時(shí),賴良學(xué)來(lái)到美國(guó)密蘇裏大學(xué)動(dòng)物科學(xué)系留學(xué)。就在一年之前,第一隻克隆動(dòng)物多莉羊問(wèn)世,一時(shí)之間,克隆技術(shù)風(fēng)頭無(wú)兩。
“我的美國(guó)導(dǎo)師從事的就是大動(dòng)物克隆技術(shù),多莉羊雖然問(wèn)世,但是還沒(méi)有人搞克隆豬。”於是,賴良學(xué)也投身克隆技術(shù)。在美國(guó)導(dǎo)師的支援下,他希望能夠在基因克隆和基因打靶這兩項(xiàng)技術(shù)上取得成就。
“到了2002年,我就把這兩個(gè)方面都攻克了,並且作為第一作者,在《科學(xué)》上發(fā)表了第一篇文章。這是世界上第一個(gè)基因敲除技術(shù),從那以後,20年的研究生涯就都集中在豬上了。”
此後,賴良學(xué)就開(kāi)始利用克隆技術(shù)和基因修飾技術(shù),對(duì)豬的基因進(jìn)行改造。他告訴羊城晚報(bào)記者,豬一方面是一種重要的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物,另外也是非常重要的生物醫(yī)藥動(dòng)物,在完成基因改造後,可以在生物醫(yī)藥的廣泛領(lǐng)域中得到應(yīng)用。
因此,賴良學(xué)多年來(lái)一直致力於豬的研究。
成功建立疾病的豬模型
成功建立疾病的豬模型,是賴良學(xué)多年來(lái)研究取得的重要成果。
他以亨廷頓舞蹈病的豬模型為例介紹説,亨廷頓舞蹈病是一種基因突變疾病,自從19世紀(jì)被一名名叫亨廷頓的醫(yī)生發(fā)現(xiàn)以來(lái),人類迄今沒(méi)有任何有效的治療方法和藥物。因此,醫(yī)學(xué)界急需能夠建立該病的動(dòng)物模型,用於對(duì)藥物、幹細(xì)胞、基因治療等多種療法的試驗(yàn)。
2008年,著名亨廷頓舞蹈病的專家李曉江到中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院做講座,他當(dāng)時(shí)所面臨的問(wèn)題是,培育出了亨廷頓舞蹈病的猴子模型,但是猴模型卻無(wú)法存活。在交流中,李曉江與賴良學(xué)相見(jiàn)恨晚,萌生了合作培育豬模型的想法,互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。
因此,運(yùn)用他所掌握的基因改造技術(shù),就可以在豬的身上“複製”出病人的癥狀,實(shí)現(xiàn)疾病的動(dòng)物模型。更讓世界驚艷的是,賴良學(xué)及其團(tuán)隊(duì)不僅培育出了豬模型,甚至還可以讓病豬生存及繁衍,形成種群。
“基因改造包括了兩個(gè)技術(shù),一是在細(xì)胞水準(zhǔn)上,把豬的細(xì)胞拿出來(lái),然後通過(guò)基因編輯改造技術(shù),使基因突變?nèi)缤∪艘粯樱会嵊眠@個(gè)細(xì)胞進(jìn)行克隆,由於細(xì)胞基因已經(jīng)發(fā)生了突變,所以做出來(lái)的克隆豬,就是我們想要的,帶有疾病突變的一個(gè)亨廷頓舞蹈病豬。”賴良學(xué)介紹説。
豐碩的成果也讓合作者紛至遝來(lái),亨廷頓舞蹈病豬模型成功培育的消息公諸於眾後,許多從事藥物研究的機(jī)構(gòu)都希望進(jìn)行合作,用豬模型來(lái)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)新藥。除了亨廷頓舞蹈病以外,包括糖尿病、老年癡呆、帕金森綜合徵、漸凍人等疾病,都可以用基因改造的方法,培育出動(dòng)物模型。
賴良學(xué)還告訴記者,在豬模型建立之前,科學(xué)界普遍採(cǎi)用的是猴子模型,但是相比起用猴子來(lái)建立模型,“二師兄”有著不少優(yōu)勢(shì)。“猴子的性成熟的週期比較長(zhǎng),真正做出一個(gè)疾病的模型,可能需要十年到十五年左右。豬的生殖週期就才一年,很快就可以形成一個(gè)種群。”
此外,對(duì)於器官移植來(lái)説,只有豬的器官在生理、形狀、結(jié)構(gòu)大小跟人類的比較接近;而對(duì)於疾病模型來(lái)説,豬比小鼠更接近人,因?yàn)樨i的器官大小、生理、代謝、壽命都跟人差不多,所以豬的疾病模型用於做藥物篩選、人類疾病研究、幹細(xì)胞治療的效果肯定也比小鼠好。
挫折和失敗是家常便飯
雖然成果豐碩,但是賴良學(xué)卻向記者強(qiáng)調(diào),科學(xué)研究的歷程總是充滿著坎坷和挫折。
在掌握了基因敲除技術(shù)之後,賴良學(xué)曾經(jīng)嘗試解決豬器官移植的難題。
“當(dāng)時(shí)我們希望能夠成功實(shí)現(xiàn)豬器官移植到人體,解決人類面臨的器官移植供體嚴(yán)重不足的問(wèn)題。”賴良學(xué)説。
但是,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),豬器官移植到人體後,會(huì)出現(xiàn)超急性排斥反應(yīng)的現(xiàn)象,器官會(huì)在短短幾分鐘之內(nèi)就發(fā)黑並失去功能。因此,解決這一問(wèn)題,成為賴良學(xué)的首要課題。
賴良學(xué)説,當(dāng)時(shí)他們發(fā)現(xiàn)豬的基因內(nèi)有一個(gè)糖,是人體所沒(méi)有的,因此他們認(rèn)為很有可能是由於這個(gè)糖的存在導(dǎo)致了超急性排斥反應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生。但是,在成功運(yùn)用基因敲除技術(shù)去掉了這個(gè)糖之後,賴良學(xué)卻發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任何效果。
賴良學(xué)説,生命體的機(jī)制非常複雜,存在著太多的不可知因素,因此,挫折和失敗是家常便飯,要求科學(xué)家有犧牲和探索精神,同時(shí)還要有一顆大心臟。
“有時(shí)候我們?cè)谠囼?yàn)中做基因敲除,原本預(yù)期能夠看到新的現(xiàn)象發(fā)生,但是經(jīng)常是在敲除之後,卻沒(méi)有任何事情發(fā)生,但是已經(jīng)為此投入了許多時(shí)間、精力和經(jīng)費(fèi),卻形成不了任何成果,只能推倒重來(lái),從零開(kāi)始。你想想,幾年下來(lái),卻一無(wú)所成的感覺(jué),那是一種巨大的挫折感。”
為了攻克老年癡呆這一人類面臨的最重要神經(jīng)退行性疾病之一,賴良學(xué)及其團(tuán)隊(duì)也在進(jìn)行動(dòng)物模型的培育,但是在進(jìn)行了八年之後,所培育的豬卻沒(méi)有看到任何老年癡呆的癥狀。
“我們還得繼續(xù)等下去。”賴良學(xué)説。
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回國(guó)工作10年間 中國(guó)科研水準(zhǔn)飛速提升
2007年,賴良學(xué)帶著學(xué)到的技術(shù)回到了國(guó)內(nèi),多年以來(lái),他陸續(xù)幫助國(guó)內(nèi)的不少科研機(jī)構(gòu)建立起了基因編輯的技術(shù)體系。
賴良學(xué)告訴記者,當(dāng)他在2007年剛剛回到國(guó)內(nèi)的時(shí)候,中美兩國(guó)之間的科研條件差距太大,從設(shè)備、經(jīng)費(fèi)、人員水準(zhǔn)等方面,都有不小的落差。十年以來(lái),他欣喜地看到,國(guó)內(nèi)科研水準(zhǔn)的巨大進(jìn)步。
“可以説,我們和美國(guó)之間的差距正在變得越來(lái)越小,國(guó)家重視程度和投入越來(lái)越大,他們有的,我們也有,我們甚至可以擁有比他們更先進(jìn)的儀器設(shè)備。而且國(guó)家這些年來(lái)的政策力度,吸引了很多高層次的人才回國(guó),讓國(guó)內(nèi)的科研水準(zhǔn)日新月異。”
作為一名科學(xué)家,賴良學(xué)對(duì)於未來(lái)充滿了期待。他告訴記者,基因技術(shù)的發(fā)展,首要的任務(wù)就是要推動(dòng)生物醫(yī)藥産業(yè)的發(fā)展,從而為人類健康服務(wù),而廣東將生物醫(yī)藥産業(yè)作為未來(lái)發(fā)展的重要産業(yè)之一,這是一個(gè)非常難得的歷史契機(jī)。他相信,未來(lái)五年之內(nèi),通過(guò)建立疾病模型,人類一定可以攻克一個(gè)或者幾個(gè)嚴(yán)重的疾病。