生物反應(yīng)器
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名稱(chēng): 生物反應(yīng)器
主題詞或關(guān)鍵詞: DNA 生命科學(xué) 細(xì)菌 胰島素
生物反應(yīng)器：生物反應(yīng)器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)，是一種生物功能模擬機(jī)，如發(fā)酵罐、固定化酶或固定化細(xì)胞反應(yīng)器等。
內(nèi)容
生物反應(yīng)器聽(tīng)起來(lái)有些陌生，基本原理卻相當(dāng)簡(jiǎn)單。胃就是人體內(nèi)部加工食物的一個(gè)復(fù)雜生物反應(yīng)器。食物在胃里經(jīng)過(guò)各種酶的消化，變成我們能吸收的營(yíng)養(yǎng)成分。生物工程上的生物反應(yīng)器是在體外模擬生物體的功能，設(shè)計(jì)出來(lái)用于生產(chǎn)或檢測(cè)各種化學(xué)品的反應(yīng)裝置?；蛘哒f(shuō)，生物反應(yīng)器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)，是一種生物功能模擬機(jī)，如發(fā)酵罐、固定化酶或固定化細(xì)胞反應(yīng)器等。
在固定化酶廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，人們發(fā)現(xiàn)天然細(xì)胞本身就具有多功能的系列化反應(yīng)系統(tǒng)采用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定化，是利用酶或酶系的一條捷徑。一個(gè)固定化細(xì)胞反應(yīng)器猶如一臺(tái)“生命活動(dòng)功能推動(dòng)機(jī)”。固定化細(xì)胞技術(shù)開(kāi)始于70年代，其實(shí)際應(yīng)用程度已超過(guò)固定化酶。如美國(guó)、歐洲、日本均采用固定化菌體柱床工藝大規(guī)模生產(chǎn)高果糖漿。
輸卵管生物反應(yīng)器
1993年國(guó)羅斯林研究所Sang博士研究禽類(lèi)蛋黃表達(dá)系統(tǒng)，在雞蛋的蛋黃里表達(dá)了外源蛋白質(zhì)，由于蛋黃蛋白質(zhì)是在肝臟細(xì)胞表達(dá)的蛋白質(zhì)，而且含量不高；因此，1994年中國(guó)科學(xué)院微生物研究所、中國(guó)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物學(xué)會(huì)（籌）副秘書(shū)長(zhǎng)曾（杰）邦哲提出了禽類(lèi)轉(zhuǎn)基因輸卵管生物反應(yīng)器，在國(guó)際上最早開(kāi)展采用蛋清蛋白質(zhì)基因側(cè)翼序列表達(dá)外源藥用蛋白質(zhì)的研究，1994年11月（Glodegg Plan）和1995年3月及1996年轉(zhuǎn)基因動(dòng)物通訊、1995年7月上海首屆國(guó)際生物技術(shù)與藥物學(xué)術(shù)研討暨展覽會(huì)、1996年11月北京第1屆國(guó)際暨第3屆全國(guó)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物學(xué)術(shù)研討會(huì)（秘書(shū)長(zhǎng)曾邦哲）、1997年生物技術(shù)通報(bào)發(fā)表，以及1999年在德國(guó)創(chuàng)建的系統(tǒng)生物科學(xué)與工程網(wǎng)站闡述了輸卵管生物反應(yīng)器（oviduct bioreactor）概念、方法與技術(shù)研究。1996年創(chuàng)辦第1屆國(guó)際轉(zhuǎn)基因?qū)W術(shù)研討會(huì)期間，曾邦哲與加拿大、美國(guó)、英國(guó)、日本有關(guān)轉(zhuǎn)基因禽類(lèi)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系，但國(guó)際上當(dāng)時(shí)沒(méi)有人開(kāi)展這項(xiàng)課題，隨后與美國(guó)Avigenics公司和Georgia大學(xué)R.Ivarie教授探討了輸卵管生物反應(yīng)器的合作研究。1998年，美國(guó)Avigenics公司獨(dú)立開(kāi)展了規(guī)?；顿Y與研究開(kāi)發(fā)輸卵管生物反應(yīng)器，因中國(guó)科學(xué)家曾邦哲已經(jīng)去了以色列。2002年后，國(guó)際國(guó)內(nèi)掀起了輸卵管生物反應(yīng)器的研究開(kāi)發(fā)熱潮，2003年Science發(fā)表了Gloden Egg的評(píng)述文章。目前，國(guó)際上已有十多家前景看好的公司以輸卵管生物反應(yīng)器作為拳頭開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，約2003年國(guó)羅斯林研究所也創(chuàng)建了公司，并由Sang博士主持研究課題，從禽類(lèi)蛋黃表達(dá)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向了輸卵管生物反應(yīng)器。輸卵管生物反應(yīng)器將稱(chēng)為繼哺乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器后最具發(fā)展前景的動(dòng)物生物反應(yīng)器。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的基因構(gòu)建與表達(dá)
《國(guó)外醫(yī)學(xué)》預(yù)防、診斷、治療用生物制品分冊(cè)1999年卷第5期
關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器 藥物 基因構(gòu)建 表達(dá)
摘要 近年來(lái)，生物學(xué)和分子生物學(xué)研究領(lǐng)域的成就促進(jìn)了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的蓬勃發(fā)展。用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白是生物技術(shù)領(lǐng)域里的又一次革命，它以一個(gè)全新生產(chǎn)珍貴藥用蛋白的模式區(qū)別于傳統(tǒng)藥物的生產(chǎn)。本文著重介紹轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的基因構(gòu)建以及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物組織特異性表達(dá)的最新進(jìn)展。
以合理的費(fèi)用獲取大量在人體內(nèi)原本稀少的血漿蛋白在不久前還只是幻想。然而，近年來(lái)生物學(xué)和分子生物學(xué)取得的顯著進(jìn)展終于使這種幻想成為現(xiàn)實(shí)。其中，將外源DVA用顯微技術(shù)注入生殖細(xì)胞的原核，將重組DVA轉(zhuǎn)入小鼠胚胎細(xì)胞和將DVA整合入宿主染色體和種系傳遞等重要發(fā)現(xiàn)，使用轉(zhuǎn)基因（Tg）動(dòng)物生產(chǎn)藥用蛋白成為可能。此外，生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如對(duì)卵細(xì)胞的獲得、操作以及再植入和重組DNA等技術(shù)進(jìn)步都為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的成功提供了保證。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白一般有兩種技術(shù)路線。第一種是將目的基因在同源組織中表達(dá)蛋白質(zhì)；第二種是將目的基因構(gòu)建成雜合基因，轉(zhuǎn)入動(dòng)物胚胎，通過(guò)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的分泌器官收集并提純藥用蛋白。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物分泌的蛋白經(jīng)過(guò)后加工酷如人體天然蛋白的結(jié)構(gòu)，也有完全相似的生物活性。
同源組織中表達(dá)蛋白質(zhì)
目前，在同源組織中表達(dá)蛋白質(zhì)最典型的例子是在動(dòng)物的紅細(xì)胞中表達(dá)人的血紅蛋白。在人的血紅蛋白基因編碼序列里啟動(dòng)子有2個(gè)CACCC盒，而對(duì)應(yīng)的豬的啟動(dòng)子里只有一個(gè)，另一個(gè)靠近它的是CGCCC盒。Sharma等［1］將豬的β-啟動(dòng)子與人的β編碼基因融合，并將人的β-基因座調(diào)控區(qū)（β-LCR）和α、ε基因與融合基因的β基因連接在一起構(gòu)成載體，轉(zhuǎn)入豬胚胎細(xì)胞，從轉(zhuǎn)基因豬分泌乳汁中得到的重組人血紅蛋白含量高達(dá)32g/L。
在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的分泌器官中生產(chǎn)蛋白
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物表達(dá)重組蛋白多以乳腺、唾液腺和膀胱為靶位。在這些表達(dá)器官中，通過(guò)構(gòu)建合適的載體，選擇適當(dāng)?shù)膯?dòng)子和調(diào)控序列可產(chǎn)生比正常水平高得多的重組蛋白。不過(guò)，生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)盡可能與循環(huán)系統(tǒng)隔離，以減少表達(dá)產(chǎn)物對(duì)宿主動(dòng)物的影響。
乳腺生物反應(yīng)器
將所需目的基因構(gòu)建入載體，加上適當(dāng)?shù)恼{(diào)控序列，轉(zhuǎn)入動(dòng)物胚胎細(xì)胞，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物分泌的乳汁中含有所需要藥用蛋白。從融合基因轉(zhuǎn)入胚胎細(xì)胞到收集蛋白質(zhì)有一個(gè)過(guò)程，包括胚胎植入、分娩和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生長(zhǎng)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物從出生到第一次泌乳，豬、羊、牛各需12、14、16個(gè)月；并且只有雌性動(dòng)物泌乳且不連續(xù)，一般可持續(xù)2、6、10個(gè)月。牛、羊等大型家畜能對(duì)藥用蛋白進(jìn)行正確的后加工，使之具有較高的生物活性，同時(shí)產(chǎn)奶量大，易于大規(guī)模生產(chǎn)，因而成為乳腺生物反應(yīng)器理想的動(dòng)物類(lèi)型。
抗凝血酶Ⅲ 第一個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因蛋白產(chǎn)物是抗凝血酶Ⅲ，將半乳糖β-酪蛋白的啟動(dòng)子和含抗凝血酶Ⅲ基因序列相連，轉(zhuǎn)入綿羊胚胎細(xì)胞，在轉(zhuǎn)基因綿羊的乳液中得到有生物活性的蛋白產(chǎn)量可達(dá)7g/L［2］。目前該蛋白正用于冠狀動(dòng)脈旁路手術(shù)患者的二期臨床驗(yàn)證。
β-乳球蛋白 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中人們發(fā)現(xiàn)牛的β-乳球蛋白（BLG）基因非常穩(wěn)定，并能在乳腺中特異性表達(dá)。Hyttinen等［3］將含有5＇端2.8kb和3＇端1.9kb的牛BLG基因片段構(gòu)建成載體，轉(zhuǎn)入小鼠胚胎細(xì)胞，可在轉(zhuǎn)基因小鼠的乳腺中特異表達(dá)高水平的BLG，此外，還發(fā)現(xiàn)CpG位點(diǎn)的甲基化程度與BLG的表達(dá)量有關(guān)，甲基化少的轉(zhuǎn)基因小鼠乳液中BLG分泌量較大，可達(dá)1～2mg/ml，而其他轉(zhuǎn)基因小鼠分泌量小于0.1mg/ml。
紅細(xì)胞生成素（EPO） 目前國(guó)內(nèi)外均采用CHO細(xì)胞表達(dá)生產(chǎn)人EPO，成本比較昂貴，而用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)的EPO，可能是一條理想的途徑。將EPO dNA分別以HindⅢ和BamHI酶切，1%瓊脂糖凝膠電泳回收5.4kb的HinⅢ/BamHI片段，插入pGEM-7zf(+)載體，再將867bp的BLG啟動(dòng)子插入EPO基因之前EcoR、ClaI位點(diǎn)，構(gòu)建表達(dá)載體pGEM-3zf(+)β-LG-EPO。通過(guò)顯微注射方法得到轉(zhuǎn)基因小鼠乳汗中的EPO含量可達(dá)0.5μg/ml［4］。
α1-抗胰蛋白酶 這也是一個(gè)利用BLG基因構(gòu)建的重組蛋白。將BLG5＇末端4.0kb序列與人的α1-抗胰蛋白酶（α1AT）基因的6.5kb片段（去掉第一個(gè)內(nèi)含子）融合，再連接羊的BLG啟動(dòng)子，以pPOLYⅢ-Ⅰ為載體，轉(zhuǎn)入羊的胚胎細(xì)胞，可在轉(zhuǎn)基因羊分泌的乳液中得到含量高達(dá)60.0mg/ml的重組蛋白α1AT［5］。轉(zhuǎn)基因在兩年前進(jìn)入了臨床驗(yàn)證。
因子Ⅸ Schnieke等［6］將羊的BLG基因5＇末端和人的因子Ⅸ cDNA 與含有BLG復(fù)制單元和3＇末端的片段融合，將構(gòu)建的雜合基因轉(zhuǎn)入羊的胚胎細(xì)胞，從分泌的乳汁中得到125μg/ml的重組蛋白。黃淑幀教授等［7］構(gòu)建了一個(gè)含有小鼠MAR元件、牛β-酪蛋白基因調(diào)控序列和hFⅨ微基因的hFⅨ乳腺組織特異性表達(dá)載體pMCⅨm，其中hF Ⅸ微基因包括全長(zhǎng)hF Ⅸ cDNA ，800bp經(jīng)過(guò)改造的內(nèi)含子1序列和hFⅨ蛋白的信號(hào)肽序列。將線形化的表達(dá)載體pMC Ⅸm導(dǎo)入羊的受精卵。轉(zhuǎn)基因羊分泌的乳汁中hFⅨ蛋白的含量約為95ng/ml。在另一實(shí)驗(yàn)中，Yull等［8］將BLG5＇末端序列，fⅨ編碼序列和缺失隱性3＇端連接點(diǎn)的f Ⅸ3＇末端不翻譯區(qū)域的一個(gè)小片段融合，構(gòu)成雜合基因，去掉SphI和SmaI位點(diǎn)，克隆入移去了pBJ41的SphI/EcoRV。轉(zhuǎn)入小鼠胚胎細(xì)胞，得到的重組蛋白產(chǎn)量達(dá)0.06mg/ml。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺中對(duì)DNA的錯(cuò)誤剪切使分泌量降低，從而增高重組蛋白產(chǎn)率。在乳腺組織中表達(dá)有完全活性的因子Ⅸ是比較成功的，尤其是乳腺組織對(duì)因子Ⅸ N端附近的一段含12個(gè)葡萄糖殘基的序列進(jìn)行γ-羧化以保持其活性，而在以前的天然蛋白中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)γ-羧化作用。
因子Ⅷ 人FⅧcDNA長(zhǎng)約7.2kb，是目前為止表達(dá)的最長(zhǎng)cDNA。將它插入小鼠的乳清酸性蛋白（WAP）基因中啟動(dòng)子（2.5kb）的下游，使之在乳腺中靶向分泌FⅧ重組蛋白。在WAP/FⅧcDNA構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因小鼠中rFⅧ表達(dá)最低，而在轉(zhuǎn)基因豬中可達(dá)1.0～2.7μg/ml［9］。
單克降抗體 Castilla等［10］將編碼了重組單克降抗體（rMab）6A.C3的免疫球蛋白基因cDNA插入小鼠WAP dNA基因組的第一個(gè)外顯子，使rMab 6A.C3的表達(dá)可以由WAP基因調(diào)控序列來(lái)控制，將構(gòu)建的雜合基因注入小鼠胚胎細(xì)胞原核，使小鼠乳腺分泌有活性的單克降抗體，這種轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物將廣泛應(yīng)用于預(yù)防新生兒腸道感染。
C蛋白 同樣在WAP基因的第一個(gè)外顯子位點(diǎn)，Drews等［11］將人C蛋白cDNA插入，轉(zhuǎn)入小鼠胚胎細(xì)胞，可得到產(chǎn)量達(dá)1.6mg/ml的重組蛋白。而將上述雜合基因轉(zhuǎn)入豬的胚胎細(xì)胞，可使豬分泌出380μg/mlμg/ml.hr的外源蛋白，活性與人血漿中C蛋白的活性相同。由于C蛋白的抗凝活性依賴于輕鏈膜結(jié)合區(qū)域正確的γ-羧化，因此，轉(zhuǎn)基因豬能分泌有活性的C蛋白表明豬的乳腺細(xì)胞可對(duì)C蛋白前體高速率地進(jìn)行γ-羧化，以使成熟C蛋白有完整的活性?！ ?/p>
目錄 |
動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
1.產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；
2.產(chǎn)品成本低；
3.研制開(kāi)發(fā)周期短；
4.無(wú)污染；
5.經(jīng)濟(jì)效益顯著。
動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的應(yīng)用
1.改良乳汁品質(zhì)；
2.生產(chǎn)藥用蛋白?！ ?/p>
動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器存在的問(wèn)題
1.外源基因在動(dòng)物體內(nèi)的位點(diǎn)整合問(wèn)題；
2.乳蛋白基因表達(dá)組織特異性問(wèn)題；
3.目的蛋白的翻譯后修飾問(wèn)題；
4.轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物的分離和純化問(wèn)題；
5.轉(zhuǎn)基因的技術(shù)與方法問(wèn)題；
6.倫理道德問(wèn)題。
膀胱生物反應(yīng)器
膀胱反應(yīng)器有著和乳腺反應(yīng)器一樣的優(yōu)點(diǎn)：收集產(chǎn)物蛋白比較容易，不必對(duì)動(dòng)物造成傷害。此外，該系統(tǒng)可從動(dòng)物一出生就收集產(chǎn)物，不論動(dòng)物的性別和是否正處于生殖期。膀胱生物反應(yīng)器最顯著的優(yōu)勢(shì)在于從尿中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡(jiǎn)便、高效。
膀胱生物反應(yīng)器多用Uroplakin啟動(dòng)子啟動(dòng)人生長(zhǎng)激素（hGH）的表達(dá)，產(chǎn)生 hGH特異性的高豐度RNA，這些RNA與蛋白分泌量高度相關(guān)。Uroplakin基因在多種哺乳動(dòng)物體內(nèi)有很高的保守性，如鼠、兔、牛、羊和人等。
生長(zhǎng)激素 Kerr等［12］將pUPII-LacI用質(zhì)粒的Kpn i進(jìn)行消化，用T4DNA多聚酶切去3＇端，然后用BamHI消化，分離出3.6kb的5＇端小鼠UPII基因片段，此片段含有膀胱反應(yīng)器特異性表達(dá)所需的大部分序列。將此片段與位于無(wú)啟動(dòng)子的pOGH質(zhì)粒純化SaI和BamHI位點(diǎn)間的hGH結(jié)構(gòu)基因的5＇端連接，得到pUPII-hGH質(zhì)粒，能表達(dá)該質(zhì)粒的組織分布有限。將得到的pUPII- hGH質(zhì)粒用HindIII和EcoRI消化，得出一段5.7kb的UPII-hGH融合基因可用于顯微注射，在膀胱上皮細(xì)胞中合成hGH，收集轉(zhuǎn)基因動(dòng)物尿液，從中提取重組蛋白。但在這一途徑中轉(zhuǎn)基因動(dòng)物會(huì)因hGH的作用逐漸肥胖，并導(dǎo)致雌性動(dòng)物不育癥。乳腺生物反應(yīng)器也能表達(dá)hGH。用同源重組方法將hGH基因?qū)?10kb的人α-乳球蛋白位置依賴性YAC載體，將重組的YAC dNA顯微注入大鼠胚胎，轉(zhuǎn)基因大鼠的乳汁中含有高水平的hGH，含量可達(dá)0.25～8.9mg/ml［13］。
翻譯與修飾
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物分泌的蛋白，特別是糖鏈成分的結(jié)構(gòu)與人體蛋白有差異。因此研究分泌蛋白的修飾就顯得很重要。在乳腺生物反應(yīng)器中，蛋白質(zhì)翻譯前修飾的主要方式是在多個(gè)位點(diǎn)對(duì)乳腺中的蛋白前體進(jìn)行信號(hào)肽剪切和對(duì)糖鏈進(jìn)行修飾。例如，從山羊乳液中得到的長(zhǎng)效組織型纖溶酶原激活劑與人體內(nèi)和相比較，含有少量的異種（外源）低聚糖，同時(shí)，唾液酸、N-乙酰葡萄糖胺和半乳糖含量明顯減少，關(guān)且出現(xiàn)缺少蛋白質(zhì)C127的N-乙酰半乳糖胺。此外，從豬乳液中得到的C蛋白中是沒(méi)有的；從羊乳液中得到的重組α1-抗胰蛋白酶多聚肽也反映了唾液酸酸化程度的差異；在山羊乳腺中觀察到了重組抗凝血酶Ⅲ上低聚甘露糖與特異天冬酰胺的位點(diǎn)特異性聚合等等。研究小鼠乳液中的重組γ-干擾素可對(duì)翻譯前修飾有更好的理解，γ-干擾素有大量的位點(diǎn)特異性變化，在N端連接位點(diǎn)進(jìn)行復(fù)雜的唾液酸酸化和連接核心巖藻多聚糖，其次是低聚甘露糖。與從小鼠細(xì)胞中取得的蛋白質(zhì)相比，分泌的重組蛋白沒(méi)有GalNAc、NeuGC和Gal∞l 、3Gal-βl、 4GlcNAc殘基。這些蛋白特異性的糖基化類(lèi)型可與細(xì)胞上的受體結(jié)合并清除病人體內(nèi)的重組蛋白，因此可能會(huì)影響療效，最終的結(jié)果尚有待驗(yàn)證。
同源組織表達(dá)蛋白質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)控并校正珠蛋白鏈的翻譯過(guò)程，避免無(wú)效的翻譯前修飾，使產(chǎn)物蛋白盡可能與人體天然蛋白相似，降低人體內(nèi)的排斥反應(yīng)，提高藥物蛋白療效。目前，蛋白分離技術(shù)飛速發(fā)展，大大提高了蛋白質(zhì)分離的可行性和分離效率。第二種技術(shù)路線中目前以乳腺生物反應(yīng)器較為多見(jiàn)，因?yàn)槿橹椎玫?，且乳汁中的特?a href="/index.php?title=%E8%9B%8B%E7%99%BD%E5%90%AB%E9%87%8F&action=edit&redlink=1" class="new" title="蛋白含量（尚未撰寫(xiě)）" rel="nofollow">蛋白含量較大，對(duì)蛋白水解酶的降解作用也比較穩(wěn)定。乳汁是一種混合物，含3%～6%的總蛋白，3%～5%的脂類(lèi)，對(duì)蛋白提純技術(shù)要求比較高。另一方面，藥用蛋白是在動(dòng)物乳腺中產(chǎn)生。因此只有含轉(zhuǎn)基因型人雌性動(dòng)物在泌乳期才能生產(chǎn)藥用蛋白，可用的動(dòng)物數(shù)目有限，且生產(chǎn)期較短。膀胱生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)在于含有轉(zhuǎn)基因型的兩性動(dòng)物都可用，產(chǎn)后收集時(shí)間長(zhǎng)，提取產(chǎn)物蛋白濃度雙乳液中的含量低得多，盡管收集的尿液多且時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)單位數(shù)量的藥用蛋白在乳腺和膀胱生物反應(yīng)器中的成本是差不多的
問(wèn)題與展望
在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的應(yīng)用中，有些問(wèn)題尚待解決。比如，由于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的基因是鑲嵌整合型的，因此它的下一代并不都轉(zhuǎn)基因型。但是在綿羊，豬和山羊中觀察到只要轉(zhuǎn)基因型從起始個(gè)體傳給了下一代，這種轉(zhuǎn)基因型就可以穩(wěn)定地遺傳好幾代。而其他一些因素，如外源基因的整合率低，胚胎移植的受孕率低等都使有效的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物大大減少。同時(shí)，由于對(duì)調(diào)控表達(dá)水平的程序，指導(dǎo)進(jìn)行精確的組織特異性和發(fā)育調(diào)控表達(dá)的程序，以及調(diào)控和編碼內(nèi)含子序列間可能的相互作用的認(rèn)識(shí)尚不充分［14］，容易引起異位點(diǎn)表達(dá)；由于現(xiàn)在的技術(shù)還不能控制整合的位點(diǎn)，因此存在對(duì)內(nèi)源基因進(jìn)行插入誘變的可能性，轉(zhuǎn)基因型的表達(dá)會(huì)受整合的不同位點(diǎn)的影響。這些因素使得在家畜長(zhǎng)成前，要用小鼠對(duì)新基因構(gòu)型進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)的藥用蛋白可用于預(yù)防和治療疾病，其轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及口服用藥引起的耐受性等問(wèn)題都在作進(jìn)一步研究。以轉(zhuǎn)基因家畜生產(chǎn)珍貴的藥用蛋白具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，這項(xiàng)生物技術(shù)最終將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。
發(fā)展階段
生物反應(yīng)器（bioreactor）經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：細(xì)菌基因工程、細(xì)胞基因工程、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器的出現(xiàn)之所以受到人們極大的關(guān)注，是因?yàn)樗朔饲皟烧叩娜毕?，即?xì)胞基因工程產(chǎn)物往往不具備生物活性，必須經(jīng)過(guò)糖基化、羥基化等一系列修飾加工后才能成為有效的藥物，而細(xì)胞基因工程又因?yàn)椴溉閯?dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)條件要求相當(dāng)苛刻、成本太高而限制了規(guī)模生產(chǎn)。另外，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器還具有產(chǎn)品質(zhì)量高、容易提純的特點(diǎn)。 一般把目的片段在器官或組織中表達(dá)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物叫做動(dòng)物生物反應(yīng)器。幾乎任何有生命的器官、組織或其中一部分都可以經(jīng)過(guò)人為馴化為生物反應(yīng)器。從生產(chǎn)的角度考慮，生物反應(yīng)器選擇的組織或器官要方便產(chǎn)物的獲得，例如乳腺、膀胱、血液等，由此發(fā)展了動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器、動(dòng)物血液生物反應(yīng)器和動(dòng)物膀胱生物反應(yīng)器等。其中，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的研究最為引人注目。
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