文/广州日报全媒体记者罗桦琳

 

　　图/广州日报全媒体记者杨耀烨

 

　　通讯员黄博纯

 

　　专题统筹：刘文亮、汤新颖

 

　　世界第一例基因敲除克隆猪出自他手

 

　　“我做研究有个理念，就是喜欢做第一，其他人做过的东西我很少做。”赖良学的科学梦，也是伴随着许多“第一”逐一实现的。

 

　　1992年，在解放军兽医大学研究生毕业后，赖良学考取了东北农业大学生物工程系博士，师从著名动物组织胚胎学专家秦鹏春。赖良学说，这是自己科研生涯的第一个重要节点。如今，秦教授的学生在全世界都发挥了重要作用，世界上三分之一的“第一个”克隆动物都出自同门师兄弟之手。其后，他跟随国内最早从事干细胞研究的三位科学家之一——中科院遗传发育研究所郑瑞珍，从事干细胞研究。1995年至1997年之间，他跟随研究兽医的工程院院士殷震，开展转基因羊研究，第一次接触到分子生物学和显微注射。

 

　　一直聚焦前沿技术的赖良学在科研路上不断取得突破。1998年，在世界上第一只克隆大动物——多莉羊诞生的第二年，他在一个国外著名的大动物科学研究中心攻读博士后，从事胚胎克隆技术的研究。当时，人们希望把猪的器官移植到人的身上，解决人器官短缺问题。但是，猪跟牛、羊等大动物一样，身上携带“半乳糖”基因，必须将这种基因敲除，移植到人体内才能使猪的免疫原性更接近人类，减少排斥反应，当中就需要用到基因编辑技术及动物克隆技术。然而，从1998年到2001年之间，来自世界各国的博士后换了一拨又一拨，始终没能实现克隆猪的突破。

 

　　2001年，在大动物克隆技术及基因编辑技术都得到突破的背景下，赖良学将这两种技术结合，成功培养出第一只敲除了半乳糖基因的克隆猪，2002年1月以第一作者身份在《science》杂志上发表了文章，继多莉羊后再次引起世界轰动。

 

　　赖良学同时也开创了克隆猪的培育方法。多莉羊之后，克隆猪培育技术一直不成功，赖良学琢磨许久后想到，猪是多胎动物，而且胚胎质量远不如羊，于是他大大增加了猪的胚胎移植数量，同时缩短了体外培育时间，目前该方法已经成为世界上克隆猪培育的通用方法。

 

　　“猪猪宾馆”拥有世界上种类最多转基因猪

 

　　2007年，赖良学在广州建立起自己的实验室。通过与南方医科大学顾为望教授合作，他仅花了半年时间就培育出多基因修饰克隆猪，从外观上看，就是可以发四种光的“四色荧光猪”。如今，他的“猪猪宾馆”已经拥有世界上种类最多的转基因猪。不仅如此，他还帮助其他实验室建立基因编辑的技术体系。

 

　　赖良学幽默地表示，自己“每天都要跟猪打交道”,从给猪加饲料，到打扫粪便，从做手术到给猪“孕检”，从头到尾，猪的每一种特性他都非常熟悉。

 

　　赖良学解释，培育转基因猪有很大的价值。在农业方面，可以通过对猪的基因改造，提高猪肉产量，改善猪肉的质量，增加猪肉的营养成分；还可以通过添加抗病基因提高猪的抗病能力，通过改变肠道基因减轻猪粪对环境的污染。

 

　　在生物医药方面，由于猪的心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要、骨骼发育以及矿物质代谢等都与人的情况极其相似，且繁殖周期短，转基因猪对于人类有着更为重要的意义。“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，让猪获得人的疾病，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。第三是产生人源蛋白，比如人的凝血因子及血清白蛋白等。第四是人源化器官的实现，即让猪体内长出人的器官。”赖良学解释。

 

　　暨南大学的“夫妻档”科学家李晓江、李世华多年来从事单基因致病的退行性疾病——亨廷顿病症的研究，但是在转基因小鼠及转基因猴子身上建立的疾病模型均不理想，不是与人的病症相距太大，就是在短时间内便死亡，难以达到筛选治疗疾病的药物的目的。2010年，这对“夫妻档”找到了赖良学，双方一拍即合，他们合作培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪，可以精准地模拟出人类神经退行性疾病，未来有望找到治疗帕金森、老年痴呆等疾病的方法，被誉为神经退行性疾病研究领域的“里程碑”。

 

　　未来要让猪体内长出人的器官

 

　　因为猪与人的相似性，利用猪作为生物反应器，培养人需要的高生物活性物质，是该领域科学家一直在努力的方向。

 

　　人血清白蛋白，俗称“生命制品”，是一种从健康人血中提炼加工而成的特殊药品，是危重病人的“救命药”，可以治疗失血创伤、烧伤引起的休克、肝硬化等。我国由于血浆原料短缺使白蛋白市场供应不济，造成人血白蛋白一药难求的局面。同样的，赖良学团队通过对猪的基因进行编辑，使猪完全产生人的血清白蛋白，一旦通过安全检测，就能解决人血清白蛋白短缺的问题。

 

　　通过猪产生人源化蛋白已实现，而在猪体内培育出人源化器官，再移植到人身上，则是各国都希望率先突破的领域。赖良学透露，自己目前正在主持一项国家先导项目，主要就是围绕这项技术进行。这项技术的原理是，通过基因敲除技术，将猪某一个组织器官的基因敲除掉，使其不长这个器官，然后将人的干细胞植入猪的胚胎内，使猪的体内长出人的器官，再将长出的器官移植到有需要的患者身上。赖良学坦言，这些技术尚处于起步阶段，尽管如此，他仍坚信，在转基因猪体内培育人源器官、为人类解决器官短缺的“未来”不是梦。

 

　　赖良学

 

　　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。同时也是国家高技术研究发展计划（863）重点项目主持人，国家重大基础研究发展规划（973）项目首席科学家，中国海外杰出青年基金获得者。2013年入选“南粤百杰”。

 

　　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

 

 

　　我从小就好奇心很强，好奇是创新的动力。大学本科的时候，我就认定以后要走科研的道路。我做研究有两个特点，一是偏向技术和应用，我认为应该做些对社会有用的东西；二是我喜欢做“第一”，原则上别人做过的东西，我不会再做。

 

　　失败对于科研来说很正常。如果做一个成功一个，就不是“科研”，而是“生产”。克服困难是科学家的一种本能。遇到某个困难的时候，我们会想方设法克服它，如果实在解决不了，就会想如何绕过它以达到最终目标，但是不会放弃。