發(fā)布時(shí)間:2017-01-06來(lái)源:來(lái)源:南方都市報
中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院的實(shí)驗室里小鼠獨立透氣籠里的小白鼠?! ?/p>
實(shí)驗人員將小鼠取出透氣籠。
南方醫院、省人民醫院、中山大學(xué)附屬腫瘤醫院等廣東省內的多家醫院,正在開(kāi)展實(shí)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(diǎn)特殊,是一群經(jīng)過(guò)特別培養的小鼠。這些小鼠幾乎沒(méi)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(lèi)試藥的小鼠,來(lái)自中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院,是國內唯一具有自主知識產(chǎn)權的第三代免疫缺陷小鼠。
國外第三代小鼠“當時(shí)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?;A醫學(xué)研究人員,嘗試讓這種小白鼠得上人類(lèi)會(huì )得的病,再在這種小鼠上測試不同的治療方法。
隨后,科學(xué)家又在B淋巴細胞上“做手腳”,小鼠免疫功能更差了,改進(jìn)后B、T細胞都缺陷的小鼠模型,被稱(chēng)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(lèi)N K細胞可以發(fā)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(lèi)免疫細胞都缺失的小鼠。彼時(shí),李鵬從英國劍橋大學(xué)回國后,進(jìn)入中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院華南干細胞與再生醫學(xué)研究所。當時(shí),他試圖購買(mǎi)國外的第三代免疫缺陷小鼠做實(shí)驗。但悲劇的是,多番努力后,都未能如愿。因為國外的這些小鼠都不對中國出售。這意味著(zhù),想要用國外的第三代小鼠進(jìn)行研發(fā)、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品系。
鎖定基因進(jìn)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(fā)育起關(guān)鍵調節作用的基因,隨后利用基因編輯技術(shù),“對目的DNA片段敲除或加入,造成目的基因功能缺失?!?010年,TALEN基因敲除技術(shù)興起,這給李鵬研究團隊帶來(lái)了基因敲除的契機。多番嘗試后,團隊鎖定了“IL2rg”這個(gè)基因,“這個(gè)基因對B、T和NK細胞的發(fā)育有關(guān)鍵作用,敲掉后,N K細胞就發(fā)育不下去了?!痹搱F隊肖毅仁博士說(shuō)。
隨后,團隊直接在第二代小鼠體內,敲掉了這個(gè)基因,使得這三種淋巴細胞發(fā)育被阻斷了?!鞍亚贸d體注射到受精卵里,由于這個(gè)載體隨身帶了個(gè)‘剪刀’,可以特意性地剪斷目的基因,結果是基因組在修復過(guò)程中,通過(guò)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(wú)法恢復成原來(lái)正常狀態(tài),無(wú)法正常工作,最終達到敲除目的基因的目的?!眲?dòng)物管理人員解釋。
接下來(lái),被“修飾”后的受精卵被移植到小鼠體內。懷胎近21天后,經(jīng)過(guò)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(lèi)小鼠幾乎沒(méi)有免疫能力。據介紹,這是國內唯一具有自主知識產(chǎn)權的第三代免疫缺陷小鼠。
移植成功率提高30%小鼠體內長(cháng)出膀胱瘤
肖毅仁介紹,通過(guò)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%?!八^移植成功率更高,指的是病人的組織或細胞在第三代小鼠里成長(cháng)更容易?!倍?,越來(lái)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(lái)預測腫瘤的惡性程度。
廣州生物院和廣州中醫藥大學(xué)的合作確實(shí)顯示,以往在第二代小鼠里無(wú)法生長(cháng)的膀胱癌,現在在第三代小鼠里卻長(cháng)出來(lái)了。李鵬也說(shuō),以往的小鼠模型,均一性都不夠好,“把腫瘤植入,殘留的免疫系統會(huì )排斥掉部分腫瘤細胞,有的小鼠腫瘤長(cháng)得大,有的長(cháng)得小。而第三代小鼠幾乎沒(méi)有免疫系統,腫瘤長(cháng)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?!?/p>
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(gè)癌癥患者,興許可以把自己的疾病,甚至加上免疫系統,都往小鼠身上“搬”,然后通過(guò)小鼠來(lái)篩選,我們就可以知道什么藥物組合最適合自己。每個(gè)癌癥患者都有個(gè)體差異,用小鼠來(lái)精準“試錯”,這可能都不是夢(mèng)?!爱斎?,目前國內對這個(gè)領(lǐng)域的政策還很模糊?!毙ひ闳收f(shuō)。
揭秘
成本:千余只小鼠去年花了上百萬(wàn)
據南都記者了解,“免疫缺陷小鼠”的研究團隊共有十幾個(gè)人,這一團隊從2011年開(kāi)始研究,到2013年才成功培育出第一只基因缺陷小鼠。在廣州生物院的動(dòng)物房,住著(zhù)千余只小白鼠,它們三三五五地結伴,呆在同一個(gè)籠子里?;虬察o,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(huì )一直蹦跳著(zhù)朝上覓食。同伴多是一母同胎,不然容易打架。而且,住一起的要么都是“兄弟”,要么都是“姐妹”,“8周后它們性成熟了會(huì )交配,所以會(huì )把它們隔離開(kāi)?!眲?dòng)物房管理人員說(shuō)。
這些小鼠養了后怎么使用?既可以跟醫院合作進(jìn)行研究,分享研究成果。同時(shí),也能針對不同研究需求提供“定制式”技術(shù)服務(wù)?!拔覀內傻剿某傻慕?jīng)費都花在飼養上。去年養殖千余只小鼠的經(jīng)費有100萬(wàn)元左右。而一個(gè)醫療項目,如果做得有說(shuō)服力,至少要100、200只小鼠吧?!崩铢i說(shuō)。
環(huán)境:房間“無(wú)特定病原體”實(shí)驗員發(fā)燒禁止入內
小白鼠的生活環(huán)境可不簡(jiǎn)單,它們住在“無(wú)特定病原體”的房間里,溫度保持在20到24攝氏度,濕度40%到70%。住的獨立送風(fēng)隔離籠子,流入的空氣要經(jīng)過(guò)過(guò)濾,呼出的廢氣也要通過(guò)其他管道排出。不管誰(shuí)進(jìn)房間,都要換上防護服,戴口罩、手套,只把眼睛露在外面,還要通過(guò)空氣淋浴消毒。就連小鼠吃的食物,也要經(jīng)過(guò)高壓滅菌?!皩?shí)驗員感冒發(fā)燒了的話(huà),會(huì )被禁止進(jìn)入?!崩铢i說(shuō),之所以這么嚴格,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(huán)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(lái)是一周要更換一次。但是有的小鼠愛(ài)玩水,一兩天,水籠就會(huì )被它玩淹了,實(shí)驗員得時(shí)刻觀(guān)察,臟了就要盡快更換籠子。有的小鼠在換籠時(shí),還會(huì )和飼養員玩起捉迷藏,躲避鑷子的“捕捉”,一會(huì )在籠子里狂奔,一會(huì )又跳到籠邊,不亦樂(lè )乎。小白鼠也有脾氣。有時(shí),小鼠并不太安分,跳來(lái)跳去,煩躁不安時(shí),實(shí)驗員還得拿玩具哄它逗它。小白鼠有時(shí)還厭食。這時(shí),實(shí)驗員會(huì )拿點(diǎn)特別的零食,比如雞蛋、瓜子,當然,是消毒后的,喂給小鼠吃。
工作:實(shí)驗員兼職外科醫生向小鼠移植癌細胞
實(shí)驗室的小白鼠最重要的使命則是獻身科學(xué),為人類(lèi)試錯。從醫院獲取腫瘤組織后,為了讓小鼠也患癌,實(shí)驗員有時(shí)還得充當“外科醫生”,為它做外科手術(shù)。
通常,小鼠麻醉后,實(shí)驗員會(huì )局部剪開(kāi)小鼠皮膚和腹膜,在目的器官的外膜剪個(gè)小口,將腫瘤組織通過(guò)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,最后等到小鼠在37℃恒溫臺上蘇醒后,再放入飼養籠里。在這之后,實(shí)驗員通過(guò)觸摸,使用游標卡尺測量,判斷腫瘤有否長(cháng)大?!爱斎?,腫瘤長(cháng)到1.5立方厘米后,會(huì )通過(guò)手術(shù),將腫瘤組織取出進(jìn)行檢測?!?/p>
出品:南方都市報科學(xué)新聞工作室
主持:陳養凱
采寫(xiě):南都記者 陽(yáng)廣霞 通訊員 黃博純
攝影:南都記者 譚慶駒
原載于《南方都市報》2017年1月6日科學(xué)版 鏈接
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