Science十大科学突破之大鼠篇

　　

生物通报道：每年年底，Science杂志都会按惯例评选出十大科学进展。上周Science杂志公布了该刊评选出的2010年度十大科学进展，其中名列第一位的是物理学研究方面的成果：第一个量子机械，其余几项研究（与生物相关）包括：合成生物学、尼安德特人基因组、HIV预防、外显子组测序/罕见疾病基因、分子动力学模拟、下一世代的基因组学、iPS新型培养方法：RNA重新编程和大鼠的回归，生物类占据了十大科学突破的八成，由此管中窥豹，可见一斑。

啮齿类动物对于科学实验的贡献重大，作为模式动物的小鼠和大鼠更是在多项研究中发挥了重要的作用，比较于小鼠，研究人员更愿意拿接近人类的大鼠来进行实验，但是在许多方面，能用在小鼠上的技术，在大鼠上却不能实现，比如说基因敲除技术。

大鼠是一种应用广泛的实验室模式动物，但是迄今为止，科学家们还不能从遗传操作的角度在这种动物中敲除，或者添加某种基因，而这在小鼠中已经实现了。

然而今年来自美国南加州大学干细胞中心，Keck医学院等处的研究人员首次成功的获得了基因敲除大鼠，这是到目前为止，世界上第二种完成基因敲除的动物模型，该研究为进一步分析人类疾病提供了一种新的平台。

研究人员在大鼠中成功的敲除了一种著名的抑癌基因：p53，这个基因可以说是癌症研究中的明星基因，对它的研究已经从一种抑癌基因，发展到几十种抑癌基因群体，从一条单一细胞通路，发展成多种细胞信号网络。因此p53敲除大鼠模型的建立对于未来分析癌症机理，信号网络具有重要的意义。除此之外，目前研究人员还在尝试敲除两个编码关键免疫系统蛋白的基因，这样敲除后的大鼠其免疫功能会减弱，有助于进一步的医学研究需要。

除此之外，在大鼠干细胞研究方面，来自美国德州西南医学中心的研究人员创造了35个新型大鼠品系，每一种品系中都包含一种特异性的突变，有助于科学家们分析人类的疾病，比如癌症，糖尿病，阿兹海默症，生物钟紊乱和精神等方面的疾病。

从目前培养条件来看，小鼠大鼠的胚胎干细胞与人胚胎干细胞存在较大差别。不论在形态学上、基因表达谱上及信号通路方面，人胚胎干细胞更类似于外胚层干细胞EpiSCs(post implantation epiblast derived stem cells)，即胚胎干细胞发育的下一个阶段。目前的人胚胎干细胞与小鼠大鼠胚胎干细胞是处于不同发育阶段的细胞，其可比性有待进一步研究，所以小鼠大鼠上获得的研究成果在人胚胎干细胞上的应用十分有限。

但是大鼠在干细胞研究方面具有重要的意义，尽管其它物种，包括人类和猴，也有分离出胚胎干细胞样细胞的报告，但由于缺乏确定的全能性金标准——嵌合体证据，这些胚胎干细胞样细胞的全能性仍然是争论的主题，因此突破大鼠干细胞研究的障碍对于其它物种干细胞的研究也具有重要的意义，比如比较大鼠胚胎干细胞和iPS细胞可能有助于了解一些重编程的机理，就像比较小鼠胚胎干细胞和小鼠iPS细胞的那样。

另外Sigma-Aldrich公司在这方面也作出了重要成果，他们运用其专有的锌指核酸技术创造出世界第一只基因敲入型大鼠。长久以来，基因敲除的动物模型，仅局限在小鼠或其他低等模式生物。而Sigma凭借其锌指核酸酶技术建立了基因敲除大鼠模型和基因敲入大鼠模型，对科研具有重要意义。索要相关的技术资料>> >>

（生物通：万纹）