（上海市儿童医院上海医学遗传研究所）

1997年2月27日，英国权威杂志《Nature》（自然）上刊出了一条惊人的消息，由英国（苏格兰爱丁堡）罗斯林研究所胚胎学家维尔穆特博士率领的科研小组，用无性繁殖（克隆）技术，成功地复制了一头芬兰多赛特绵羊——多利。消息一公诸于世，引起全球的轰动。上至国家总统要员，下至普通百姓，不论是生物学家、医学家，还是伦理学家，都在议论“多利”，众说不一。

多利的产生，为什么会引起如此巨大的震撼？因为多利的诞生，使经由高等动物的体细胞无性繁殖成一个动物，从不可能变成完全有可能。众所周知，人类和哺乳动物的生命延续，都要经过“有性繁殖”，而多利则是由科研人员把绵羊的一个乳腺细胞（供体）的核，用核移植技术，放入另一个去掉细胞核的卵母细胞（受体），在脉冲电流刺激下，两个细胞互相融合，组装成一个“受精卵”。把这个受精卵在一定条件下进行体外培养，再移植到“代理母亲”绵羊的子宫内，培育出一个克隆动物。

核移植的种类

在动物克隆中，细胞核移植技术是最关键的环节之一。根据细胞核来源的不同，我们把细胞核移植技术分为以下几种：用早期胚胎细胞核作为移植供体的，称之为胚胎细胞核移植；用胚胎干细胞作为核供体的，称之为胚胎干细胞移植；从妊娠早期胎儿中分离出的胎儿细胞（例如成纤维细胞）作为核移植供体的，称之为胎儿细胞核移植；用成熟动物身体细胞作为核供体的，称之为体细胞核移植。无论供体细胞来源于哪种组织，都是把它们的细胞核放进一个去核的卵母细胞中，再用电融合方法使植入的细胞核与卵母细胞互相融合，经融合得到“受精卵”在一定条件下进行体外培养。当细胞分裂、发育到囊胚期后，移植到“代理母亲”的子宫内，培育成核移植克隆动物。

核移植的历史

从50年代起，一些国家的科学家先后开展了动物细胞核移植研究，并取得了令人兴奋的成果。

1952年，美国科学家罗伯特 · 布里格斯等应用胚胎细胞核移植技术进行了青蛙的克隆，可惜胚胎细胞核移植后未见生长繁殖。1970年，英国科学家约翰 · 格登尔采用同样的方法再次尝试克隆青蛙，取得了把青蛙卵培养成小蝌蚪的可喜进展。不幸的是，这只小蝌蚪刚进食就死亡了。

1981年，日内瓦大学的生物学家卡尔 · 伊尔门等宣布他们用鼠的胚胎细胞进行核移植，培育出正常的克隆鼠。

1984年，生物学家施特恩 · 维拉德森用未成熟的胚胎细胞进行核移植，得到了克隆羊。

1987年，美国科学家用胚胎细胞核移植，得到了一头克隆牛。1994年，生物学家尼尔 · 菲尔斯特用发育至120个细胞以上的晚期胚胎细胞进行核移植，也得到了克隆牛。

1997年2月，英国罗斯林研究所的维尔穆特博士首次把一头6岁成年绵羊乳腺的体细胞，通过核移植而获得成功，出生了一头克隆羊，取名为多利。多利的诞生，最重大的理论意义是在于证明了一个已经完全分化成熟的体细胞，还能恢复到早期的原始细胞状态，还能像胚胎细胞一样，完整地保存全部遗传信息。这同过去的科学结论不一致，对胚胎学、发育学等的意义是不可估量的。这以后，美国等国的一些科学家曾对产生多利的细胞核有疑议：绵羊的乳腺细胞是取自于一头正在妊娠的母羊，是否有可能存在其它胚胎细胞的污染。正在人们对“多利”的身世诸多怀疑时候，1997年8月，美国科学家宣布：用体细胞克隆牛获得成功。继后日本、德国的科学家也相继宣告：用类似的核移植技术得到了克隆牛，从而证实了哺乳动物体细胞移植的真实性。

翻开我国克隆研究历史，早在1980年，世界上第一条用W鱼体细胞移植的克隆鱼在中国科学院武汉水生生物研究所克隆成功，这标志着我国科学家在体细胞移植方面占有领先地位。90年代起，我国科研人员在哺乳动物的核移植研究方面也取得了一系列成果。

1991年，中国科学院发育研究所采用细胞核移植技术进行兔子克隆，遗憾的是怀孕的兔子流产了，1992年，江苏省农业科学院克隆成功了兔子，1993年，中国科学院发育所和扬州大学，用山羊的胚胎细胞连续两次核移植，获得了一批克隆羊。同年，西北农业大学和中国农业科学院畜牧研究所通过胚胎细胞核移植，相继获得了克隆牛。

克隆与转基因动物

1997年7月，英国罗斯林研究所科学家宣布：通过克隆方法获得了转基因动物。他们先把人类凝血因子9基因导入绵羊的胎儿细胞，再进行核移植，获得了有凝血因子9的转基因羊，这为研制转基因动物开辟了一条新的途径。

转基因动物是一项生物高技术，近年来转基因动物研究取得了巨大进展，特别是它在各个领域中的广泛应用，已经对生物医学、农牧业和医药产业产生了深刻的影响，并将会发挥更大的推动作用。下面就它在生物医学和农业中的作用作一简单的介绍。

（一）转基因动物与医学研究

1.疾病的动物模型：我们无法在人体身上进行疾病机理的研究，但是我们可以把分离得到的与疾病相关基因导入动物体内，从而获得与疾病相关的动物模型。可用以研究疾病发生的机理和疾病的研究以及药物的筛选和鉴定。

2.异种器官移植：20世纪的一项伟大创举是人体器官移植，这项技术拯救了无数重危病人的生命，而且带来了近代医学的一场深刻革命。该领域的先驱者托马斯博士因此获得了1990年诺贝尔医学奖。器官移植面临着两个难题：一是供移植用的器官来源不足；二是人体对移入的异体器官产生免疫排斥反应。想解决供移植器官的严重不足，人们很自然会想到利用动物器官来进行“动物-人体”异种器官移植，并认为猪是最理想的动物器官来源。因为猪是多胎动物，繁殖力强，器官大小又与人相近。因此1996年英国批准了应用猪的器官进行异体器官移植的申请。对于“人和人”之间同种器官移植后产生的免疫排斥反应，医学科学家已有了用免疫抑制剂等一些有效控制办法。但对于“人和猪”之间的异种器官移_后的“超急性免疫排斥反应”仍无良策。但是人们相信，应用转基因技术，配合特别设计的免疫抑制药物疗法，人-猪异种器官移植不久将会获得成功。

（二｝转基因动物与医药产业

生物医药产业的发展经历了天然药物、化学合成药物和基因工程药物三个不同的历史阶段。基因药物的发展又经历了三个阶段：一是细菌基因工程，即把目的基因经过适当改建后导入大肠杆菌等工程菌中，通过细菌等低等生物来表达目的基因。但是细菌基因工程有二大缺陷：一是细菌本身是一种低等生物，构建好的基因导入细菌甩，往往不表达或是表达了但产物往往无生物活性，必须经过一系列的修饰加工后才能成为有效的药物。二是细胞基因工程，即把基因直接导入哺乳动物的细胞株内。细胞基因工程解决了细菌工程的两大问题：第一，它能表达人或哺乳动物的蛋白质；第二，哺乳动物细胞具备对蛋白质进行修饰加工的条件，用这样的方式生产出有生物活性的产品。然而它也有不足之处，因为人或哺乳动物细胞培养的条件相当苛刻，成本太高，这样限制了细胞基因工程的发展。三是通过转基因动物的途径，把人们所需要的目的基因直接导入哺乳动物体内，使这种目的基因在哺乳动物体内表达，从而获得目的基因的产品。

利用转基因动物-乳腺生物反应器来生产转基因药物，能从转基因动物的乳腺中源源不断地得到目的基因的产物（药物蛋白质），不但产量高，而且表达的产物已经过充分的修饰和加工，具有稳定的生物活性。与以往的制药技术相比，具有成本低、周期短、效益好的优点。作为生物反应器的转基因动物又可无限繁殖。

（三）转基因动物与育种

随着分子生物学研究的进展，当今的育种科学已经从过去的表型育种、杂交育种进入到分子育种或基因工程育种的新阶段。

动物育种的目标是要提高动物的遗传本质。例如提高动物的生长率、瘦肉率和营养价值。提高饲料的利用率、转化率以及乳品、皮、毛的产量和质量。按人工选择需要等待优良品种的产生，由于种间生殖隔离的限制，不同种的动物无法进行杂交繁殖，所以大大限制了优良品种的培育。

现在用重组DNA技术，可以有目的地在实验室里构造各种优良性状基因载体，并通过转基因技术导入动物的细胞卵，培育出改良的动物新品种。例如澳大利亚科学家把羊毛的一种蛋白质（α-白蛋白）的主要成份半胱氨酸基因导入绵羊胚胎，繁殖出的转基因羊，其羊毛增产可达5%。如用生长激素基因导入猪的受精卵，得到的转基因猪体内生长激素水平明显提高，猪的饲料转化率提高17%，硐体脂肪明显减少。

转基因动物技术，通过把抗病毒基因导入受精卵后，发育成有抗病能力的动物。例如培育出抗鸡白细胞组织增生病毒的转基因鸡，还能培育抗病毒感染动物的品系和培育御寒动物品系等等。

21世纪是一个高科技发展的世纪，在生物领域中，人类基因组计划将完成，人们可以从分子水平来认识人类生命的奥秘和引起疾病的原因。转基因动物这生物高新技术成果，将会同动物胚胎学、发育生物学、细胞生物学、分子生物学、遗传学等多门学科的理论知识，应用到生物医学、畜牧业和医药产业，为21世纪人类生存的重大问题发挥不可估量的作用。