【當(dāng)前獨(dú)家】“天蓬工程”將在涿州啟用 揭秘世界首個(gè)大型實(shí)驗(yàn)豬科技基礎(chǔ)設(shè)施

豬作為人們常見(jiàn)的一種動(dòng)物，能為生命科學(xué)研究做出什么貢獻(xiàn)？在河北保定涿州市國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園，有一項(xiàng)專門(mén)圍繞豬來(lái)開(kāi)展科研和成果孵化的“天蓬工程”，即模式動(dòng)物表型與遺傳研究國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。金秋時(shí)節(jié)，該項(xiàng)目基建工程已進(jìn)入竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)，預(yù)計(jì)九月中旬完成，之后將根據(jù)設(shè)備安裝情況陸續(xù)投入使用。

【資料圖】

“模式動(dòng)物表型與遺傳研究設(shè)施”是我國(guó)“十二五”規(guī)劃的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，主要目的是開(kāi)展大型模式動(dòng)物表型性狀的精確測(cè)定和遺傳研究，解析生命規(guī)律，為疾病治療、醫(yī)藥研發(fā)、動(dòng)物育種等領(lǐng)域提供重大平臺(tái)支撐。由中科院昆明動(dòng)物研究所承建靈長(zhǎng)類設(shè)施；由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)承建豬設(shè)施即“天蓬工程”。作為目前世界上首個(gè)以豬為模式動(dòng)物的大科學(xué)設(shè)施，項(xiàng)目建成后，將確立我國(guó)在國(guó)際上大型模式動(dòng)物表型和遺傳研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

為什么選用豬作為模式動(dòng)物？“天蓬工程”能做什么？如何保證豬這種模式動(dòng)物發(fā)揮最佳效能？記者日前采訪了“天蓬工程”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)模式動(dòng)物重大設(shè)施建設(shè)辦公室主任張樹(shù)川，對(duì)此一一揭秘。

為什么選用豬作為模式動(dòng)物

模式動(dòng)物指的是研究人員選定的特定動(dòng)物物種，用于開(kāi)展科學(xué)研究，揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象，主要應(yīng)用于生命科學(xué)、人類醫(yī)藥和健康等領(lǐng)域。

過(guò)去，在生命醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域常常選用小白鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，它成本低、繁殖快、飼養(yǎng)容易。為何“天蓬工程”項(xiàng)目選中了豬？“隨著科學(xué)的發(fā)展，科研人員慢慢發(fā)現(xiàn)，在一些疾病、藥物等方面的研究中，由于小鼠和人的差異比較大，很多研究成果無(wú)法適用，甚至研制的新藥會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的副作用。”張樹(shù)川解釋說(shuō)，從組織器官形態(tài)、生理調(diào)控方式、行為模式及遺傳調(diào)控機(jī)制等多個(gè)方面，豬均與人類十分相近，包括體重、心臟大小、心跳次數(shù)和人都差不多，是目前國(guó)際上認(rèn)可的心血管疾病、代謝性疾病和器官移植研究的重要模型。

“豬馴化歷史悠久，遺傳資源豐富，飼養(yǎng)方便，繁殖周期短，適合大規(guī)模生產(chǎn)，而且不存在倫理問(wèn)題，是目前比較合適的模式動(dòng)物。”張樹(shù)川表示，豬作為大型模式動(dòng)物是研究人類生命活動(dòng)規(guī)律的重要參考和活體樣本，是突破現(xiàn)有模式動(dòng)物研究瓶頸的新途徑。

“天蓬工程”能做什么

“相對(duì)小白鼠，‘大師兄’和‘二師兄’和人更為接近，當(dāng)前用猴子、小型豬做實(shí)驗(yàn)的需求也越來(lái)越大，在我們的設(shè)施中，它們的用途互為補(bǔ)充。”張樹(shù)川介紹，猴子作為模式動(dòng)物多用于神經(jīng)性、傳染性疾病等方面的研究；而豬作為模式動(dòng)物，多用在心血管疾病、代謝性疾病等方面的研究。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目將支撐豬作為模式動(dòng)物在人類疾病模型、器官移植、藥物評(píng)價(jià)等方面的研究。目前，科研人員已獲得了動(dòng)脈粥樣硬化、多囊腎、先天性心肌肥厚等人類疾病模型豬，研發(fā)了解決基因組選擇育種中低深度測(cè)序全基因組基因分型技術(shù)，將在設(shè)施深入開(kāi)展生命科學(xué)基礎(chǔ)研究、疾病機(jī)制解析、異種器官創(chuàng)制、種質(zhì)資源創(chuàng)新等研究。

此外，涿州的豬表型與遺傳研究設(shè)施建成后，還將在分子育種方面，為我國(guó)自主育成優(yōu)質(zhì)、抗病的商品豬提供科研基礎(chǔ)。

“天蓬”如何發(fā)揮最佳效能

“天蓬工程”所養(yǎng)的豬并非普通的豬。據(jù)了解，“天蓬工程”選取的實(shí)驗(yàn)豬“農(nóng)大4系”是名副其實(shí)的“混血兒”，它們的父母一方來(lái)自中國(guó)本土，另一方從歐洲遠(yuǎn)渡重洋而來(lái)，精心培育之后，重量只有50公斤左右。

這些實(shí)驗(yàn)豬根據(jù)對(duì)微生物、寄生蟲(chóng)的控制程度，分為普通級(jí)和SPF（沒(méi)有攜帶特定的病原）級(jí)實(shí)驗(yàn)豬。“在生物醫(yī)學(xué)研究、疫苗制造、異種器官移植等方面，都需要用到SPF實(shí)驗(yàn)豬。”張樹(shù)川介紹，養(yǎng)這樣的豬，需要在屏障設(shè)施中飼養(yǎng)，要求與外界隔離，在具備普通實(shí)驗(yàn)豬空調(diào)飼養(yǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上，SPF實(shí)驗(yàn)豬的飼養(yǎng)環(huán)境中搭載了新風(fēng)系統(tǒng)，空氣經(jīng)三級(jí)過(guò)濾凈化后才能進(jìn)入屏障設(shè)施之內(nèi)。外來(lái)物品要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的消毒滅菌，保障潔凈的環(huán)境條件。此外，項(xiàng)目還搭建了豬的“三甲醫(yī)院”，購(gòu)置最前沿高端的醫(yī)療設(shè)備，人到醫(yī)院做的檢測(cè)在這里豬都能做到。

“實(shí)驗(yàn)豬有嚴(yán)格的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，不同發(fā)育階段有不同的營(yíng)養(yǎng)配方，保證滿足動(dòng)物蛋白和能量需要，每天保證定時(shí)定量的投喂，做到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)化培育。”張樹(shù)川告訴記者，這樣做的目的是為了消除個(gè)體差異，盡量保證每一頭豬的生理狀態(tài)一致，保證每一頭豬表型和遺傳的標(biāo)準(zhǔn)化。

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