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【南方都市報】“試藥”鼠小弟長成記
廣州生物院培養出第三代免疫缺陷小鼠,在國內具有唯一自主知識產權

發表日期:2017-01-06 來源:南方都市報 來源: 放大縮小

  betway体育下载 的實驗室裏小鼠獨立透氣籠裏的小白鼠。  

  實驗人員將小鼠取出透氣籠。

  南方醫院、省人民醫院、中山大學附屬腫瘤醫院等廣東省內的多家醫院,正在開展實體瘤、白血病等疾病的臨床前研究。被科研人員研究的“病人”有點特殊,是一群經過特別培養的小鼠。這些小鼠幾乎沒有免疫能力,而且要在體內“重現”肺癌細胞以及免疫細胞。這些幫人類試藥的小鼠,來自betway体育下载 ,是國內唯一具有自主知識產權的第三代免疫缺陷小鼠。

國外第三代小鼠“當時不對中國出售”

  科研界曾將小鼠體內的某些基因特異性敲掉,導致其T淋巴細胞缺失。這種小鼠,免疫功能很弱,就是很容易得病。基礎醫學研究人員,嚐試讓這種小白鼠得上人類會得的病,再在這種小鼠上測試不同的治療方法。

  隨後,科學家又在B淋巴細胞上“做手腳”,小鼠免疫功能更差了,改進後B、T細胞都缺陷的小鼠模型,被稱為第二代免疫缺陷小鼠。雖然B、T細胞都不起作用了,但還有一類N K細胞可以發揮免疫功能,因此這種小鼠還不是最理想的免疫缺陷小鼠。

  在本世紀初,日本和美國培養出了三類免疫細胞都缺失的小鼠。彼時,李鵬從英國劍橋大學回國後,進入betway体育下载 華南幹細胞與再生醫學研究所。當時,他試圖購買國外的第三代免疫缺陷小鼠做實驗。但悲劇的是,多番努力後,都未能如願。因為國外的這些小鼠都不對中國出售。這意味著,想要用國外的第三代小鼠進行研發、轉化根本不可能。李鵬試圖打破“壁壘”,培養出自己的第三代免疫缺陷小鼠NSI品係。

鎖定基因進行敲除 第三代小鼠在廣州誕生

  要徹底去除NK細胞,首先需要找到對NK細胞發育起關鍵調節作用的基因,隨後利用基因編輯技術,“對目的DNA片段敲除或加入,造成目的基因功能缺失。”2010年,TALEN基因敲除技術興起,這給李鵬研究團隊帶來了基因敲除的契機。多番嚐試後,團隊鎖定了“IL2rg”這個基因,“這個基因對B、T和NK細胞的發育有關鍵作用,敲掉後,N K細胞就發育不下去了。”該團隊肖毅仁博士說。

  隨後,團隊直接在第二代小鼠體內,敲掉了這個基因,使得這三種淋巴細胞發育被阻斷了。“把敲除載體注射到受精卵裏,由於這個載體隨身帶了個‘剪刀’,可以特意性地剪斷目的基因,結果是基因組在修複過程中,通過外加的錯誤模版把一些錯誤信息導入到了目的基因的地方,使得目的基因無法恢複成原來正常狀態,無法正常工作,最終達到敲除目的基因的目的。”動物管理人員解釋。

  接下來,被“修飾”後的受精卵被移植到小鼠體內。懷胎近21天後,經過連續三代的培育,第三代免疫缺陷純合子小鼠正式誕生。這類小鼠幾乎沒有免疫能力。據介紹,這是國內唯一具有自主知識產權的第三代免疫缺陷小鼠。

移植成功率提高30%小鼠體內長出膀胱瘤

  肖毅仁介紹,通過檢驗,第二代免疫缺陷小鼠移植病人原代腫瘤成功率在30%到40%之間,而第三代可以能達到60%到70%。“所謂移植成功率更高,指的是病人的組織或細胞在第三代小鼠裏成長更容易。”而且,越來越多的科研報道證明,病人的腫瘤能否在第三代免疫缺陷小鼠中成瘤,還可以用來預測腫瘤的惡性程度。

  廣州生物院和廣州中醫藥大學的合作確實顯示,以往在第二代小鼠裏無法生長的膀胱癌,現在在第三代小鼠裏卻長出來了。李鵬也說,以往的小鼠模型,均一性都不夠好,“把腫瘤植入,殘留的免疫係統會排斥掉部分腫瘤細胞,有的小鼠腫瘤長得大,有的長得小。而第三代小鼠幾乎沒有免疫係統,腫瘤長得都差不多大,那就可以隨機分配,一組給藥,一組不給藥,更好地評估藥物的效果。”

  第三代免疫缺陷小鼠,也可助力現今最流行的“精準醫療”。試想下,一個癌症患者,興許可以把自己的疾病,甚至加上免疫係統,都往小鼠身上“搬”,然後通過小鼠來篩選,我們就可以知道什麼藥物組合最適合自己。每個癌症患者都有個體差異,用小鼠來精準“試錯”,這可能都不是夢。“當然,目前國內對這個領域的政策還很模糊。”肖毅仁說。

揭秘

成本:千餘隻小鼠去年花了上百萬

  據南都記者了解,“免疫缺陷小鼠”的研究團隊共有十幾個人,這一團隊從2011年開始研究,到2013年才成功培育出第一隻基因缺陷小鼠。在廣州生物院的動物房,住著千餘隻小白鼠,它們三三五五地結伴,呆在同一個籠子裏。或安靜,或活潑。因為飼料在頭頂,不能跟排泄物混合,餓了的小老鼠,會一直蹦跳著朝上覓食。同伴多是一母同胎,不然容易打架。而且,住一起的要麼都是“兄弟”,要麼都是“姐妹”,“8周後它們性成熟了會交配,所以會把它們隔離開。”動物房管理人員說。

  這些小鼠養了後怎麼使用?既可以跟醫院合作進行研究,分享研究成果。同時,也能針對不同研究需求提供“定製式”技術服務。“我們三成到四成的經費都花在飼養上。去年養殖千餘隻小鼠的經費有100萬元左右。而一個醫療項目,如果做得有說服力,至少要100、200隻小鼠吧。”李鵬說。

環境:房間“無特定病原體”實驗員發燒禁止入內

  小白鼠的生活環境可不簡單,它們住在“無特定病原體”的房間裏,溫度保持在20到24攝氏度,濕度40%到70%。住的獨立送風隔離籠子,流入的空氣要經過過濾,呼出的廢氣也要通過其他管道排出。不管誰進房間,都要換上防護服,戴口罩、手套,隻把眼睛露在外麵,還要通過空氣淋浴消毒。就連小鼠吃的食物,也要經過高壓滅菌。“實驗員感冒發燒了的話,會被禁止進入。”李鵬說,之所以這麼嚴格,是因為小鼠在免疫能力上有缺陷,一不小心,可能就生病了,而這種獨特的保護環境,能讓小鼠更舒適。

  有的小白鼠喜歡玩水。小鼠住的籠子,本來是一周要更換一次。但是有的小鼠愛玩水,一兩天,水籠就會被它玩淹了,實驗員得時刻觀察,髒了就要盡快更換籠子。有的小鼠在換籠時,還會和飼養員玩起捉迷藏,躲避鑷子的“捕捉”,一會在籠子裏狂奔,一會又跳到籠邊,不亦樂乎。小白鼠也有脾氣。有時,小鼠並不太安分,跳來跳去,煩躁不安時,實驗員還得拿玩具哄它逗它。小白鼠有時還厭食。這時,實驗員會拿點特別的零食,比如雞蛋、瓜子,當然,是消毒後的,喂給小鼠吃。

工作:實驗員兼職外科醫生向小鼠移植癌細胞

  實驗室的小白鼠最重要的使命則是獻身科學,為人類試錯。從醫院獲取腫瘤組織後,為了讓小鼠也患癌,實驗員有時還得充當“外科醫生”,為它做外科手術。

  通常,小鼠麻醉後,實驗員會局部剪開小鼠皮膚和腹膜,在目的器官的外膜剪個小口,將腫瘤組織通過移植軟管移植到目的器官,再用激光筆閉合傷口,止血,縫合皮膚和腹膜,最後等到小鼠在37℃恒溫台上蘇醒後,再放入飼養籠裏。在這之後,實驗員通過觸摸,使用遊標卡尺測量,判斷腫瘤有否長大。“當然,腫瘤長到1.5立方厘米後,會通過手術,將腫瘤組織取出進行檢測。”

  出品:南方都市報科學新聞工作室

  主持:陳養凱

  采寫:南都記者 陽廣霞 通訊員 黃博純

  攝影:南都記者 譚慶駒

原載於《南方都市報》2017年1月6日科學版鏈接

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