首个猪生物样本库为科学家建疾病动物模型

世界上第一个猪生物样本库为科学家创造疾病的动物模型

猪1339被基因工程改造成糖尿病。位于德国慕尼黑的MIDY-PIG生物样本库的身体组织现在可以免费提供给研究人员。资料来源:罗尔·弗勒朗

首先，取出一个肾脏:在清洗血液后，它原来的暗红色变成了米色。然后，被内脏缠住且难以取出的胰腺被迅速送到干冰中储存。速度非常重要，因为生命结束后，身体器官会迅速衰退，而尸检过程中的每一个细节也极其重要。

这些珍贵的器官来自猪1339，它在德国一所大学的农场里正常生活了3.5年，尽管它生来就患有糖尿病。今年3月初，猪被宰杀，其身体的所有部分被用于科学研究，这是用于研究的每种动物的科学利益最大化的越来越多的例子之一。

这只226公斤重的猪的成千上万的微小组织和液体样本现在被储存在德国慕尼黑的MIDY-PIG生物样本库，这是世界上第一个大型转基因非人类动物的系统储存室。

这个生物样本库是慕尼黑路德维希马西米兰大学(LMU)的一部分，用于储存不同年龄猪的全身器官和组织。它旨在帮助研究人员发现与糖尿病长期并发症有关的分子和机制，包括小血管和神经异常、心脏和肾脏疾病、失明等。这些疾病很可能在人类生活中发生，但人们对此知之甚少。

“人类比我们想象的更像猪，所以这些资源的价值将极其珍贵。”英国牛津大学糖尿病研究员Patrik Rorsman说。世界上任何地方的研究人员都可以免费获得这些研究样本，只需支付邮资。

由于减少科学研究中使用的动物数量的压力越来越大，生物样本库已经成为一种有吸引力的方法，因为它们允许研究团队研究同一动物的不同器官和疾病的不同方面。"生物样本库意味着这种动物的任何部分都不会被浪费."建立生物样本库的LMU遗传学家和资深兽医埃克哈德·沃尔夫说。

目前，世界上动物生物样本库很少，大多数是小鼠样本库。虽然养猪的成本很高，但它们的价值也更高，因为它们体积更大，在生理功能和新陈代谢方面更像人类。

为了建立这种猪的生物样本库，科学家们使用了基因工程和克隆技术来生产带有MIDY基因损伤的猪，这意味着它们每天都需要注射胰岛素。然后，这些猪和健康的猪一起饲养。平均来说，第二代小猪中有一半患有糖尿病，而另一半是健康的猪，因此它们可以用于对照实验。

猪1339是生物样本库中的第12只动物。当它到达慕尼黑郊区有101年历史的兽医学院宽敞的解剖室时，它被麻醉了。等待它的是一个由25名兽医和技术人员组成的团队，他们穿着长袍，戴着面具，在并排躺着的解剖台前严阵以待。

一个起重机拉起了猪的后腿，病理学家给它注射了致命的麻醉剂。接下来，团队开始使用刀子、菜刀、锤子、钳子和其他工具，敏捷而精确地安排工作。他们取走了器官、肌肉、神经和其他组织，然后将挑选出的组织送到附近的桌子上，等待解剖学家开始他们复杂的样品准备程序。他们严格遵循长达80页的操作指南。“我们不想发现，在完成极其复杂的样品制备之前，我们忘了称肝脏的重量。”LMU大学的首席病理学家安德烈亚斯·布鲁克说。在这个过程中，劈、劈、劈、刺的声音非常大。然而，工作人员的注意力把背景噪音变成了无声的耳语。整个过程只花了2小时15分钟。

由于任何组织细胞的大小、形状和排列都是不同且不均匀的，该团队使用不同的方法制作了大量样本，以确保整个器官都得到充分的代表。这个系统非常复杂，研究人员已经在三维解剖学中重建了精确的细胞类型。

至关重要的是，研究人员对每个样品进行了分解，并对不同的部分采用了不同的保存方法，这样每个部分都可以以最佳方式用于结构或分子分析。这使得两种分析可以用同一个样品完成。“我认为这是唯一一项将同一样本用于分子表达研究和细胞解剖学研究的服务。”沃尔夫说。

罗斯曼一听说这个生物样本库，就看到了它的好处。他推测糖尿病的长期并发症是由几种不同组织细胞中特殊分子的变异引起的。他说生物样本库中的材料将使他能够确定他的研究是否在正确的轨道上。其他科学家想知道猪糖尿病和人类疾病之间的相似性。

然而，生物样本库的最终价值仍然取决于其未来的利用，这是不确定的。例如，尽管已经从940只小鼠中收集了42种组织，但英国剑桥圣·格尔研究所的小鼠生物样本库迄今只收到大约50份材料研究申请。"目前，对生物样本库价值的认识还存在一些缺陷."圣日耳曼研究所负责老鼠解剖项目的雅克·怀特说。

沃尔夫计划将他的生物样本库扩展到其他猪的基因模型。接下来，他们可能通过基因工程培育出患有杜兴氏肌营养不良症的猪。一只植入了克隆转基因胚胎的母猪现在怀孕了。(路捷)

中国科学新闻(2015-04-01第三版国际版)

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