盡管以疫苗接種為主的免疫預(yù)防,在 控制動物病毒性傳染病中發(fā)揮了重要作用,近年來隨著集約化飼養(yǎng)業(yè)的興起和養(yǎng)殖 條件的改變,一些古老的傳染病重新流行,同時也發(fā)生了一些新的病毒性傳染病;某些病毒 存在抗原漂移現(xiàn)象,并出現(xiàn)了一些*毒株; 在新生動物,母源抗體干擾疫苗效果的現(xiàn)象 較 為嚴重;弱毒疫苗還有毒力返強的危險。因此,人們正在探索新的防疫途徑,篩選和培育抗 病 的動物品系,是其重要的一個研究領(lǐng)域。1982年P(guān)almiter等通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將大鼠生長激 素基因轉(zhuǎn)移到小鼠的染色體內(nèi),不僅使該基因獲得表達并可遺傳給子代,且其表達產(chǎn)物呈現(xiàn) 明顯的促生長效應(yīng),培育得到世界上*例“超級小鼠”。這一技術(shù)為進行動物的育種研究 開辟了一條新途徑。同時,人們利用基因工程的原理和技術(shù)不僅分離或合成了諸如IFN、 白介素等一類具有抗病毒和免疫調(diào)節(jié)等作用的細胞因子的DNA或cDNA,還發(fā) 現(xiàn)了具有終止病毒基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的反義RNA、Ribozyme等一類小分子RNA。這些DNA、c DNA或RNA的表達質(zhì)粒不僅可以插入細胞染色體DNA內(nèi)和進行表達,而且可使轉(zhuǎn)化細胞獲得抗 病毒等功能。因而國內(nèi)外學(xué)者在80年代初期相繼提出了基因工程抗病育種的設(shè)想,并進行了 深入的探索研究。Chen等(1988年)將mMT1與人IFNβ1的融合基因?qū)胄∈笊诚蹬?育獲得了轉(zhuǎn) 基因小鼠,小鼠血清中含有人IFNβ1, 并可以在體外保護WISH細胞免受水泡性口炎 病毒的感染。 以850PFU的偽狂犬病病毒接種小鼠腳墊,6天后,非轉(zhuǎn)基因個體全部死亡,而轉(zhuǎn)基因個體(A7 5)在 接種后9天只有1只死亡。另一株(B9)轉(zhuǎn)基因小鼠,25%的個體在接毒后幾個月內(nèi)均保持健康 ,并繁殖了6代,建立了轉(zhuǎn)基因鼠克隆系。國內(nèi)外其他研究人員也在小鼠和家兔開展了類似 的 研究工作,并獲得較為滿意的結(jié)果。Lindenmann等(1964年)發(fā)現(xiàn)具有染色體顯性Mx等位基 因的小鼠對A型及B型流感病毒具有天然的抵抗力, 后來發(fā)現(xiàn)Mx基因存在于幾 乎所有的真核生物中,只是以隱性等位基因的形式存在,小鼠的這個基因(Mx1)位于其16號 染色體上,在IFN、雙鏈RNA及病毒的誘導(dǎo)下可以表達。Aebi等(1989年)證實,在培養(yǎng)細胞 內(nèi)Mx1蛋 白與流感病毒復(fù)制的抑制作用密切相關(guān)。Parlovic等(1990年)發(fā)現(xiàn)人的MxA及大鼠的Mx1蛋白 在細胞 上不僅具有抗流感病毒的作用,而且還抑制水泡性口炎病毒的復(fù)制。Garber利用小鼠Mx1蛋 白的全長cDNA轉(zhuǎn)染雞胚成纖維細胞,轉(zhuǎn)化細胞對雞的流感病毒A/Turkey/Wisconsin/68和A/ Turkey/Massachussetts/65均具有抑制其復(fù)制的作用。Arnheiter等(1990年)將含有該基因 啟動子的 全長cDNA導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi),培育得到轉(zhuǎn)基因小鼠,其中979系小鼠為高反應(yīng)系,無論感染 的流感病毒劑量大小,抗感染效率均在63~69%之間。無反應(yīng)系(1009)和同窩非轉(zhuǎn)基因個體 一樣,均在攻毒后死亡。964系為低反應(yīng)系,轉(zhuǎn)基因鼠用高劑量(50 000LD50)流感病毒攻擊 時無一死亡,而在以低劑量(5~50LD50)攻毒時則不能存活,但在同時注射IFN和小劑量 病毒時又可避免死亡。這說明Mx蛋白表達的水平受病毒劑量或IFN水平的誘導(dǎo),并直接影 響其 對病毒的抗感染能力。因而在進行攻毒前必須使Mx1蛋白達到保護水平。據(jù)報道,利用該基 因 培育的抗流感病毒轉(zhuǎn)基因豬也已取得成功。但有關(guān)Mx1蛋白抗病毒的具體機制尚待闡明。 反義RNAzui初發(fā)現(xiàn)于原核生物,它們以自然存在的方式,通過堿基配對,特異性地與mRNA 結(jié)合,阻止mRNA的翻譯,是存在于原核生物中的一種基因表達調(diào)控因子。在真核細胞中也發(fā) 現(xiàn)了一些這樣的RNA小分子,并通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)證實了反義RNA在真核細胞內(nèi)抑制或關(guān)閉mR NA翻譯的功能。它們通過與mRNA結(jié)合,形成二聚體,破壞mRNA的正常翻譯過程。反義核酸 抑制病毒復(fù)制的試驗不僅已在培養(yǎng)細胞上獲得巨大成功,在動物體內(nèi)也實現(xiàn)了某些病毒的反 義抑制。Han等(1991年)將Moloney鼠白血病病毒(MMuLV)的前病毒包裝序列(ψ)反向插入M MuLV LTR的 嗜淋巴細胞啟動子/調(diào)節(jié)因子的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)區(qū)下游或合胞病毒的極早區(qū)(immediate early regi on)內(nèi),將在NIH3T3細胞上具有阻止病毒RNA包裝進衣殼的反義表達序列導(dǎo)入小鼠受精卵 , 在小鼠出生當日進行MMuLV攻毒后無一發(fā)生白血病,而對照的正常鼠有31%患病。Ernst等( 1991年)利用 人5型腺病毒(Ad5)的反義表達質(zhì)粒成功地建立了轉(zhuǎn)基因兔。通過轉(zhuǎn)基因兔的腎原代細胞 培 養(yǎng)物滴定抗腺病毒活性,5只被測轉(zhuǎn)基因兔中有2只顯示明顯的Ad5抗性。農(nóng)牧大學(xué)基因工程 實驗室亦在 應(yīng)用反義抑制技術(shù)進行抗豬瘟病毒育種的研究。利用化學(xué)合成及反轉(zhuǎn)錄合成的豬瘟病毒的反 義cDNA轉(zhuǎn)化PK15細胞,已經(jīng)篩選獲得抗豬瘟病毒的細胞系。可見,應(yīng)用反義RNA進行抗病 育 種研究,是一個很有價值的探索領(lǐng)域。Ribozyme是一種天然的RNA小分子,有人譯稱核酶 。這種RNA小分子 具有催化RNA切割反應(yīng)的功能,可以序列特異性地切割RNA。研究表明,Ribozyme主要包括三 部分結(jié)構(gòu),一是與識別底物RNA上GUX(X=C、A)并與之互補結(jié)合的A部分;二是由13個核苷酸 組成的序列高度保守的形成螺旋型二級結(jié)構(gòu)的B部分,其螺旋部后3對堿基可以改變,末端RN A環(huán)可以斷開,因此可以將Ribozyme分成左右兩半進行設(shè)計;三是B部分兩側(cè)與靶RNA序列互 補的C部分,它能使Ribozyme與底物發(fā)生特異性結(jié)合,使反應(yīng)基因定位,其序列由底物R NA的核苷酸序列決定。由此看來,A、C兩部分的鹼基互補區(qū)決定了Ribozyme切割反應(yīng)的特異 性 ;B部分為Ribozyme的活性部位,決定了Ribozyme的切割活性。因此,只要已知某種病毒的R NA序列,就可以設(shè)計并合成相應(yīng)的抗病毒Ribozyme, 并利用上述方法進行轉(zhuǎn)基因動物的培育 。以其它抗病毒相關(guān)基因開展轉(zhuǎn)基因動物的培育研究也相應(yīng)取得了一定的進展。但是抗病 毒 感染育種是一個浩大的生物工程,就目前技術(shù)而言,培育一個新的抗某一特異性病毒感染的 個體并不十分困難,但是,培育一個具有穩(wěn)定的優(yōu)良生物學(xué)性狀,同時又不影響該群體的其 它生物學(xué)性狀的群體還需要經(jīng)過數(shù)年甚至數(shù)十年的努力。
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