异种移植中Galα(1,3)Gal抗原的研究近况

同种异体组织和器官移植物供体来源有限,使得异种移植再度成为移植领域的研究热点。异种移植的主要障碍是人体内存在的天然抗体与移植物表面含有α1,3半乳糖残基[Galα(1,3)Gal,αGal]的抗原结合,激活补体系统和炎症反应,导致超急性移植排斥反应(HAR)的发生,使移植物失活。除人类和旧世纪猴外,其它所有哺乳动物的体内都含有αGal抗原,该抗原是由一组具有Galα(1,3)Gal双糖末端的糖蛋白或糖脂组成的,它的形成依赖于α1,3半乳糖基转移酶(αGT)的催化。目前,针对αGal抗原克服超急性移植排斥反应的方法主要有如下几种：(1)酶处理去除内皮细胞表面的αGal抗原;(2)物理化学方法去除人体血浆中存在的特异性天然抗体;(3)基因工程方法改造表达催化αGal抗原形成的相关酶基因,从而影响该抗原的表达。     

转基因猪提供移植器官

美国明尼苏达大学的研究者们提出了一个设想:生产基因工程猪作为人类器官移植的器官供体.目前,移植器官的人类供体不足,并且很难找到匹配的器官.这就是说许多需要进行器官移植的患者,将得不到器官. 为了食用已大量繁殖动物,所以用饲养动物作为器官供体在道德问题上可能不会有争议.根据动物的大小及可用性,最适合的动物可能是猪. 在进行上述手术之前,必须解决因排异反应产生的问题.人:人移植也会引起一些排异反应,但通常可用药物加以解决.然而在异种移植体上会发生更严重的超急性排斥反应,被移植的器官将遭到人免疫系统非常强烈的攻击,几小时内该器官被破坏,以致于失去正常的功能.     

五指山小型猪单个核细胞表面α Gal抗原表达差异的分析

利用猪的器官为挽救脏器终末衰竭病人而进行的异种移植是有效救治病人的途径之一.由于猪细胞表面存在的α1,3半乳糖会引起超急性免疫排斥反应,导致移植器官最终被移植受体排斥.除人类和旧大陆猴外,所有哺乳动物细胞表面都有αGal半乳糖表达,但个体间表达量存在显著差异.为研究近交系五指山小型猪细胞表面α1,3半乳糖表达的个体差异,本实验利用FITC-isolectin进行荧光标记,通过流式细胞术以及激光共聚焦分析,对14例5月龄猪样本外周血单个核细胞表面的α1,3半乳糖水平进行检测.利用猪肾上皮PK15细胞确定FITC-isolectin标记的最适浓度为25ng/μl(细胞标记效率大于85%).结果显示,14头猪外周血单个核细胞表面α1,3半乳糖的表达差异范围在1.25～2.09倍之间,远低于普通非近交系猪的个体差异.本研究为利用近交系五指山小型猪作为异种器官移植的研究材料提供了基础数据.     

猪作为人类器官移植供体的研究进展

利用猪器官作为人类移植器官的来源是解决当前人源器官严重短缺的途径,但需要解决免疫排斥反应、病毒感染和凝血功能障碍等问题,通过基因技术对猪细胞内的相关基因进行改造,在一定程度上能有效降低病毒感染风险和减轻排斥反应。本文介绍了猪作为人类器官来源的优势及其面临的问题,以及异种器官移植的研究实例。     

异种移植的病毒安全性研究进展

猪-人异种移植有望解决人源器官短缺的严重问题。然而,以前病毒（provirus）形式整合入猪基因组中的猪内源性反转录病毒（porcine endogenous retrovirus,PERV）难以去除,PERV有可能通过异种移植传播给人类,甚至产生新的病毒性疾病。本文回顾了PERV与异种移植病毒安全性及我国特有小型猪中PERV的相关研究。     

酵母转录因子Gal4研究进展

胁迫应答基因的转录激活是细胞应答胁迫作用的关键步骤。转录激活因子与启动子顺式作用元件结合是胁迫应答基因转录激活的关键环节。进化保守的Gal4是半乳糖代谢相关基因的转录激活因子。酵母Gal4通过其N端的DNA结合结构域识别并结合启动子UAS,通过其C端的激活结构域与转录因子作用,起始RNA聚合酶Ⅱ复合体的组装和转录。该过程不仅受转录调控因子Gal80和Gal3的调节,还与Gal4二聚体的形成有关。概述了酵母半乳糖代谢相关基因转录激活因子Gal4的研究进展。     

PERV病毒在异种移植中的感染风险及预防对策

猪与人体在器官结构、生理解剖上相似性高,被认为是最佳的异种移植供体,能够有效解决人类供体器官短缺的问题。猪内源性逆转录病毒(porcine endogenous retrovirus, PERV)是一种C型逆转录病毒,以一种前病毒DNA的形式整合在猪的细胞基因组中,随细胞染色体的复制而复制,无法通过无特定病原体(specific pathogen-free, SPF)培育消除,其在异种移植中具有潜在的感染风险。了解PERV的特性,探索PERV预防策略,将有助于猪作为异种移植供体在临床的应用。     

绿色荧光蛋白在α-1,3半乳糖基转移酶敲除猪组织器官的表达分析

猪是人类异种器官移植的理想供体,然而猪-人的异种器官移植会产生剧烈的排斥反应。虽然已制备的α-1,3半乳糖基转移酶基因敲除（Galactosyltransferase gene knockout, GTKO）猪可有效缓解猪-人异种器官移植引起的超急性免疫排斥,但缺少报告基因直观示踪移植后的细胞迁移及器官排斥状态。本文将CAG启动子驱动增强型绿色荧光蛋白（Enhanced green fluorescent protein, EGFP）的表达载体导入GTKO猪耳成纤维细胞,通过体细胞核移植技术制备了EGFP猪。利用双荧光蛋白观测镜、荧光显微镜及定量PCR扩增观察、检测和分析克隆猪各组织器官中EGFP蛋白和转录本的表达状况。结果显示,EGFP蛋白及转录本在克隆猪各组织器官中均有表达,但在肝脏和中枢神经系统中表达较弱。本文成功获得了各组织器官表达EGFP的GTKO猪,为EGFP示踪异种细胞组织移植奠定了基础。     

转人源免疫球蛋白猪胚胎的研究进展

转基因猪能够为人类提供可移植的异种器官,从而缓解临床医学应用上供体移植器官短缺的压力.本文综述了异种器官移植后发生免疫排斥的研究进展,讨论了应用原核显微注射法和精子栽体法生产转人源免疫球蛋白基因(DAF、MCP、CD59)巴马香猪胚胎的方法,力争为解决异种移植的技术"瓶颈"提供技术支撑,为后续的异种器官移植做初步的研究.     

绿色荧光蛋白在α-1,3半乳糖基转移酶敲除猪组织器官的表达分析

猪是人类异种器官移植的理想供体,然而猪-人的异种器官移植会产生剧烈的排斥反应。虽然已制备的α-1,3半乳糖基转移酶基因敲除(Galactosyltransferase gene knockout,GTKO)猪可有效缓解猪-人异种器官移植引起的超急性免疫排斥,但缺少报告基因直观示踪移植后的细胞迁移及器官排斥状态。本文将CAG启动子驱动增强型绿色荧光蛋白(Enhanced green fluorescent protein,EGFP)的表达载体导入GTKO猪耳成纤维细胞,通过体细胞核移植技术制备了EGFP猪。利用双荧光蛋白观测镜、荧光显微镜及定量PCR扩增观察、检测和分析克隆猪各组织器官中EGFP蛋白和转录本的表达状况。结果显示,EGFP蛋白及转录本在克隆猪各组织器官中均有表达,但在肝脏和中枢神经系统中表达较弱。本文成功获得了各组织器官表达EGFP的GTKO猪,为EGFP示踪异种细胞组织移植奠定了基础。     

猪作为异种器官移植供体的研究进展

异种器官移植是现代和未来医学的重要研究领域之一,转基因猪有望为人类提供移植所需的器官,本对猪作为异种器官移植供体的可能性,移植引起的免疫排斥反应及病毒感染等问题进行了综述和讨论。     

流式细胞分析测定猪外周血单个核细胞Gal α1,3 Gal水平(英文)

在考虑以猪器官作为供体对人进行异种器官移植时,α1,3半乳糖被认为是引起超急性免疫排斥的主要异种抗原.人们建立了各种方法以降低猪α1,3半乳糖水平,但是也有可能筛选得到在自然情况下α1,3半乳糖表达水平比较低的猪.为了研究在正常猪单个核细胞中α1,3半乳糖浓度分布的差异,利用鸡免疫球蛋白Y(ck-IgY)抗体通过流式细胞分析对正常猪的α1,3半乳糖水平的差异进行检测.取3～8周龄猪的全血,用肝素抗凝处理后经密度梯度离心获取外周血单个核细胞(PBMCs),与FITC标记的ck-IgY(10μg/ml)孵育,经流式细胞仪检测α1,3半乳糖水平.结果显示,相同周龄猪的α1,3半乳糖水平可有0.4～2.6倍差异,同一猪的水平在不同周龄有1.3～5.6倍差异.ck-IgY的特异性由棉籽糖和α1,3半乳二糖测定,棉籽糖(100μmol/L)可抑制70%ck-IgY结合,而α1,3半乳二糖(6.25μmol/L)可完全取消ck-IgY的结合,说明ck-IgY与猪单个核细胞是特异性结合.上述发现说明,ck-IgY是检测猪单个核细胞表面α1,3半乳糖的特异试剂,不同猪或是同一猪在不同时间的α1,3半乳糖水平有着明显的差异.     

综述与专论: 基因编辑猪中条件性基因修饰系统的研究进展

条件性基因修饰能够使基因修饰事件在特定组织器官的特定时间内发生,可通过在动物中引入条件性基因缺失系统和条件性基因过表达系统来实现,在小鼠中已被广泛的应用于基因功能的研究。基因修饰猪在农业领域和生物学领域中均具有重要的应用价值。在生物医药领域,由于猪的体型、器官大小、生理、代谢以及寿命与人类具有很多的相似性,基因修饰猪既可用于基因功能的基础研究,也可用作人类疾病模型、异种移植的器官来源以及人类功能蛋白生物反应器。由于最近几年基因编辑技术的进展,使在猪体内引入基因表达条件性系统设想成为可能,构建基因表达条件性调控工具猪模型,将极大地推动其研究进展。本文综述了利用基因编辑技术,构建条件性修饰系统及基因修饰猪模型取得的进展。     

美支持异源移植研究

AgBiotech Reporter 2000年10月号转载Medical Industry today消息：位于美国麻省Charlestown的BioTransplant公司获得了小型企业创新研究SBIR的一期资助,支持其继续培育以移植为目的的猪,猪只的细胞、组织和器官将用于异源移植。在今后几年中,BioTransplant公司将进行猪→灵长类移植研究,重点是重要移植器官,包括肾、心,还有肺移植,公司总裁兼首席执行官Elliot Lebowitz透露。虽然有人关心异源移植会将猪内源性逆转录病毒（PERV）传播给人类,但BioTransplant公司对此问题有他们自己的解释。公司在最近的研究中发现,…     

Gal80~(ts)与Gal4组合灵敏控制果蝇中UAS转基因的表达水平

【目的】Gal80~(ts)与Gal4组合驱动UAS转基因表达是黑腹果蝇Drosophila melanogaster研究中常用的转基因过表达遗传学工具,通过温度控制实现对UAS转基因表达的灵活开关。Gal80~(ts)是一种温度敏感型蛋白,低温下(18℃)与Gal4蛋白结合并抑制其转录活力,高温下(29℃)解除对Gal4的抑制,从而允许Gal4结合UAS位点,启动UAS转基因的表达。但是从18~29℃的开关只能强烈过表达UAS转基因,而不能灵活调控转基因的表达水平。本实验系统研究一系列温度下转基因的表达水平,从而实现该体系对转基因的表达水平的灵活控制。【方法】以果蝇翅芽这一常用器官组织为研究模型,以2种Gal4品系(dpp-Gal4和en-Gal4,分别由decapentaplgic和engrailed基因的启动子驱动)分别与tub-Gal80~(ts)(微管蛋白基因tubulin启动子驱动)基因重组后,再分别与UAS-wg(wingless)转基因品系杂交;在一系列温度(18,25,27.5,28,28.5和30℃)下进行子代幼虫培养,通过免疫组化染色揭示并量化分析转基因wg在3龄幼虫翅芽上的表达水平。【结果】18~25℃培养条件下,Gal80~(ts)与Gal4组合系统中的UAS转基因不能表达;30℃时培养,转基因强烈地过表达;在25~30℃区间内,随着温度升高,转基因表达水平逐渐上升。【结论】在25~30℃之间的温度调控可以实现对Gal80~(ts)与Gal4组合系统中的UAS转基因表达水平的调控。本研究结果对调控转基因表达程度有重要价值。     

国内外小型猪实验动物化研究

生命科学研究和生物医药产业的迅猛发展对实验动物,尤其是动物模型提出了越来越高的要求。猪在心血管系统、消化系统、皮肤结构、骨骼发育和营养代谢等方面与人极其相似,因此一直是医学研究的重要动物模型。更是人类异种器官、组织、细胞移植的首选供体。详细介绍了国内外小型猪实验动物化研究进展。     

版纳小型猪近交系内分泌器官的解剖观察

猪在生理、解剖、组织、免疫及营养代谢等方面与人类有很多相似之处,已被应用于生物学及医学研究的各个领域。近年来随着异种器官移植研究的深入,猪成了人最理想的异种器官供给［１］。版纳小型猪近交系［２］目前已进入１８世代,近交系数达９７．８％,是目前最理想的人类异种器官供体［２］和最理想的实验用小型猪之一［３,４］。但缺乏翔实的解剖学资料。本实验对版纳小型猪近交系的内分泌器官进行了解剖观察,以期提供版纳小型猪近交系内分泌器官的解剖学资料。１　　材料和方法１．１　　材料　　选取中国版纳小型猪近交系５头,１…     

遗传修饰方法在克服Gal表位介导的异种移植排斥反应中的应用

本文介绍了Gal表位和异种天然抗体在异种移 植排斥中的作用,综述了目前针对Gal表位遗传修饰在异种移植中的研究进展,并分析了这一策略存在的问题及其可能的解决途径。     

遗传修饰猪模型在生物医学及农业领域研究进展及应用

猪在解剖结构、代谢、生理生化等特征方面比啮齿类动物更接近人类,因此在模拟某些人类疾病以及提供异种移植器官等方面具有其他动物不可替代的优势,是理想的人类疾病动物模型和异种器官的供体。另外,猪作为我国畜牧业最重要的物种之一,猪的品种改良、疫病防控以及动物福利等问题都与人民生活息息相关。本文主要介绍了遗传修饰猪模型在分子育种、人类疾病模型以及异种器官移植领域的研究进展及未来应用前景,希望增进相关领域研究人员对基因编辑等前沿技术的了解,理解遗传修饰猪模型在生命科学研究中的重要意义。     

转基因猪异种器官移植应用前景

转基因猪能为人类提供可移植的异种器官,解决移植器官短缺的问题.但是,异种移植后产生的免疫排斥反应,主要包括超急性排斥反应和迟发性排斥反应,它们最终将导致移植物的致命损伤,是限制异种器官广泛应用的最大障碍.最近的一些研究,在克服免疫排斥方面已经取得了可喜的成果.作为异种器官供体,猪携带的内源性逆转录病毒也可能对人体产生潜在的威胁.迄今,还没有研究证明其不会感染人类机体.本文针对异种器官移植后的免疫排斥发生的机理,克服免疫排斥的方法以及逆转录病毒的潜在感染等方面进行了综述和讨论.