動物醫學本科畢業論文
動物醫學是以生物學為基礎,研究動物***包括家禽、家庭寵物、野生動物等***疾病的發生發展規律,並在此基礎上對疾病進行診斷和防治,保障動物健康的綜合性學科。下文是小編為大家整理的關於的範文,歡迎大家閱讀參考!
篇1
淺析動物轉基因研究進展
摘要 物轉基因技術是一項新的生物學技術,可 應用於畜牧業及生物 醫學等領域。對轉基因動物的製作方法及應用進行了綜述,對其 發展趨勢進行展望,以促進動物轉基因研究的開展。
關鍵詞 基因動物;畜牧業;生物醫學 動物轉基因技術是20世紀80年代初發展起來的一項新的生物技術,該技術克服了動物物種之間固有的生殖隔離,實現了不同物種之間遺傳物質的交換和重組。經過科學 工作者多年的努力,轉基因研究已經取得許多開創性的成果,在基礎生命科學、醫學以及農學等一系列領域中展現出非常廣闊的應用前景,備受各國科學家的關注。該文對轉基因動物的製作方法及應用進行概述,對轉基因技術存在的問題進行分析,並對動物轉基因的發展趨勢進行展望。
1製作轉基因動物的方法
轉基因動物是指那些通過匯入外源DNA片段,繼而在其染色體組上穩定整合並可遺傳給後代的動物,是重組DNA技術和胚胎技術發展的必然結果。製作轉基因動物的方法主要有原核顯微注射法、胚胎幹細胞法、轉基因體細胞克隆法、病毒載體法等。
1.1原核顯微注射法
原核顯微注射法是將表達載體直接注射到受精卵原核內部,需要專業的顯微操作裝置,是經典的轉基因動物製備方法[1]。1980年Gordon等[2-3]利用顯微注射法成功獲得轉基因小鼠,並且外源基因能夠穩定整合和遺傳。1982年Palmiter等[4]構建了金屬硫蛋白***MT***啟動子驅動的大鼠生長激素基因重組表達載體,將其顯微注射到小鼠原核期胚胎,獲得了含有外源生長激素基因的體型巨大的超級小鼠。隨後,Hammer等[5]利用該方法成功地製作了轉基因兔、綿羊和豬,被認為是動物轉基因研究歷程上的里程碑。然而,顯微注射法中外源基因整合的拷貝數和整合位點都是不確定的,當外源基因整合到染色體組的非活躍區時,會產生位置效應,導致其低表達或不表達;同時,該方法生產轉基因動物的效率低,後代嵌合體比例高,尤其是大動物,受體需要量大,風險大,造成大型動物製備的成本高,極大地制約著轉基因動物的產業化。
1.2病毒載體法
病毒載體法主要包括慢病毒/逆轉錄病毒、腺病毒和腺相關病毒及在此基礎上改造的假型病毒等,該文主要介紹慢病毒/逆轉錄病毒載體法。
逆轉錄病毒是RNA病毒,包括白血病病毒及艾滋病病毒等,可以感染哺乳動物並引起多種疾病,如皰疹、癌症、免疫缺陷綜合症等。病毒感染細胞後,病毒RNA進入細胞並轉換為DNA分子,然後比較容易地整合到宿主細胞基因組內,故逆轉錄病毒是有效的轉基因載體。1975年Jaenisch等[6]利用鼠莫洛尼氏白血病病毒***Moloney leukemia virus,M-MuLV***感染小鼠胚胎,成功地製備轉基因動物。Rogers等[7]採用禽白血病病毒感染早期的雞胚胎,得到轉基因雞,Haskell等[8]人應用該方法獲得轉基因牛。然而簡單的逆轉錄病毒載體法有一定的侷限性,如外源基因只能與分裂期細胞基因組整合,只對部分細胞具有侵染性,不能感染合子期單細胞,易形成嵌合體轉基因動物等,逆轉錄病毒科中的慢病毒可以部分克服上述缺點。2006年Golding等[9]使用慢病毒載體法制備抑制朊病毒蛋白質表達的轉基因山羊;2009年Gómez等[10]獲得了人表皮生長因子受體轉基因克隆貓,Ramsoondar 等[11]獲得了表達小干擾RNA的轉基因豬,Sasaki等[12]成功獲得含GFP標記基因的轉基因狨猴。上述研究表明,由逆轉錄病毒/慢病毒載體攜帶的外源基因不僅在多種器官 組織中表達,並且可穩定遺傳。
慢病毒載體具有可感染分裂細胞及非分裂細胞、轉移基因片段容量較大、目的基因表達時間長、不易誘發宿主免疫反應等優點,已成為當前基因治療中載體研究的 熱點。然而其攜帶的外源基因一般小於10 kb,因是隨機整合,故易引起插入突變,其LTRs可能干擾哺乳動物啟動子,轉基因動物可能是嵌合體。另外,慢病毒載體的安全性一直是人們關注的熱點問題,上述問題將制約其在轉基因產業化程序中的應用。
1.3胚胎幹細胞轉染法
從早期小鼠胚胎中獲得的胚胎幹細胞***Embryonic Stem Cell,ES***[4],可在滋養層或條件培養基中培養,將外源基因重組載體轉染ES細胞獲得轉基因ES細胞,再將其注射進囊胚,並將感受態囊胚移植進假孕母鼠的體內,獲得嵌合體轉基因小鼠。經過常規育種擴繁技術,最終得到可穩定遺傳的轉基因小鼠新品系。該方法的最大優點是通過同源重組構件的轉染,進行基因打靶,可精確定位外源基因整合位點,解決了原核顯微注射隨機整合的難題。小鼠胚胎幹細胞製備技術已經成熟,而家畜是否具有胚胎幹細胞及其ES細胞的分離、培養等還在探索中。因此,該方法主要用於小鼠轉基因動物模型的製備。
1.4轉基因體細胞克隆技術
轉基因體細胞克隆技術是基因組修飾技術與動物體細胞克隆技術有機結合而產生的一種新的轉基因動物製作技術,是將外源基因匯入能夠傳代培養的動物體細胞,再以轉基因體細胞為核供體細胞,通過核移植、胚胎移植等動物克隆技術獲得轉基因動物的方法。1997年英國Roslin研究所的Wilmut[13]研究小組向世界宣佈,世界上第一隻克隆綿羊Dolly誕生,確認了哺乳動物體細胞在特定條件下的全能型,是生物技術史上的重大突破,為利用轉基因體細胞克隆技術製備轉基因動物的研究奠定了基礎。同年該研究小組報道,用轉基因胚胎細胞為核供體,獲得了表達治療人血友病的凝血因子IX轉基因克隆綿羊Polly [14],這標誌著體細胞克隆介導的轉基因技術的成功問世。1998年Cibelli等[15]通過該技術成功製作含有Lac Z基因的轉基因牛;1999年Baguisi等[16]獲得了含有人抗胰蛋白酶***hAT***基因的轉基因奶山羊;2008年Rogers等[17-18]成功得到囊性纖維膜傳導受體基因***CFTR***敲除豬,建立了囊性纖維化病的動物模型。
2轉基因動物的 應用
利用轉基因技術有目的、有 計劃地改變動物的遺傳組成成分後得到的轉基因動物,其應用涉及 醫學疾病模型、生物製藥及農牧業等領域。
2.1培育家畜抗病新品種
傳統的家畜育種是通過經典的物種選擇方法進行培育,其侷限性主要有2個方面。首先,遺傳資訊只在同種或親緣關係很近的種間才有可能變換重組。其次,新種選擇的先決條件是變異或突變,而天然的突變頻率是極低的。隨著轉基因技術的不斷完善和成熟,人們可成功地避開物種間雜交不育的生殖隔離,打破物種界限,突破親緣關係限制,進行基因交流,培育出自然界和常規育種難以產生的具有特別優良性狀的品種或種群,其中抗病轉基因動物的培育受到了廣泛的關注。
病毒性腦膜炎病毒引起家畜急性中樞神經系統感染性疾病,造成巨大的 經濟損失。1994年Clements等[19]得到了表達Eve基因的母羊,其血液中能夠檢出Eve糖蛋白的免疫抗體。
奶牛乳房炎是世界範圍內危害奶牛養殖業的常見傳染性疾病,嚴重影響產奶量、乳脂率以及牛奶的品質。金黃色葡萄球菌是引起乳房炎的主要病原體之一,目前不論是疫苗還是抗體,都不能很有效地抑制或者抵抗這種微生物。2001年Kerr等[20]將溶葡球菌酶基因轉入小鼠乳腺中,高表達該基因的小鼠具有明顯的抗菌性,這對於降低奶牛乳房炎的發生率具有潛在的應用前景。Donovan等[21]製備編碼溶葡球菌酶基因轉基因牛,其乳腺中表達的溶葡球菌酶可以有效預防由金黃色葡萄球菌引起的乳房炎,轉基因牛葡萄球菌感染率可降低到14%,而非轉基因牛感染率高達71%。Maga等[22]研究表明,轉基因山羊表達的重組溶菌酶能有效抑制奶嗜冷腐敗菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長。
Pf Eifer等[23]將沉默Prp基因的小RNA干擾片斷***RNAi***轉入小鼠原核細胞核內,獲得的轉基因小鼠接種感染性朊病毒後,其存活時間長於野生型小鼠。2006年Golding等[9]利用RNAi技術針對引起牛瘋牛病和羊癢病的Prp基因序列設計有效的RNAi,獲得1頭轉基因羊胎兒,檢測發現RNAi很好地抑制了體內Prp基因的表達。2006年Yu等報道利用基因打靶技術獲得敲除了朊病毒一個Prp基因位點的體細胞克隆山羊,經過3個月觀察,這些基因敲除羊沒有異常表現。2007年Richt等利用基因打靶技術滅活牛的PRNP基因,獲得生長髮育正常、存活2年以上的轉基因牛,它們能夠很好地抵抗瘋牛病的傳染。因此,利用轉基因動物製作技術提高動物的抗病性具有十分樂觀的前景。
2.2家畜肉產品質量和產量的改良
從畜牧業 發展角度出發,創造具有新的遺傳性狀的動物品系,可以加快改良遺傳性狀的程序,使選擇的效率提高,得到更優質的農產品。1986年Hammer等[24]首次將人生長激素基因匯入豬受精卵,成功獲得轉基因“超級豬”,其日增重、粗飼料轉化率、背膘厚度等指標均較正常對照組有明顯的提高。1990年Wieghart等[25]將大鼠磷酸烯醇式丙酮酸激酶啟動子驅動的牛生長激素基因***PEPCK-bGH***重組載體顯微注射早期豬胚胎,培育出的轉基因豬的背膘厚度與同窩對照組相比降低了41%。
菠菜根部的FADZ基因編碼一種具有將飽和脂肪酸轉換為不飽和脂肪酸的酶,2004年日本Kinki大學的Saeki等[26]成功培育出不飽和脂肪酸含量高的FADZ基因轉基因豬,其體內的不飽和脂肪酸要比一般的豬高約20%,從而提高了豬肉的質量,同時證明植物基因能夠在動物體內發揮作用,並改善動物產品質量。
2.3建立動物生物反應器
將由不同 組織特異性啟動子驅動的外源基因匯入受體細胞並整合其基因組中,細胞分化後發育成的動物個體可以按照人類的需要生產出產物,被稱為“活體生物反應器”,包括動物血液系統、動物膀胱、禽類的卵及哺乳動物乳腺等生物反應器。1992年Swanson等[27]製備了血液中含有人血紅蛋白的轉基因豬,為從動物體獲取珍貴的人血有效成分提供了新思路。1998年Kerr等[28]獲得能在尿液中表達人生長激素***GH***的轉基因小鼠,含量高達0.5 g/L。2002年Harvey等[29]成功獲得含β-內醯氨酶基因的轉基因母雞,蛋清中含有約3.5 g外源蛋白。乳腺被認為是最天然和最有效的外源蛋白生產者,如凝血因子VIII [30]、人凝血因子Ⅸ[14]、人乳鐵蛋白[31-32]、人胰島素樣生長因子-1***hIGF-1***[33]、人生長激素***hGH***[34]、人溶菌酶[35]、人促紅細胞生成素***hEPO***[36]、人甲狀旁腺激素[37]和牛酪蛋白[38]等。
目前,我國用於生產重要的重組蛋白質藥物的轉基因牛、奶山羊和轉基因兔等已相繼誕生,這標誌著我國在轉基因動物製藥方面的研究已達到相當的水平,利用乳腺生物反應器大規模生產人類所急需的外源活性蛋白是當前生物技術領域的研究 熱點之一。
2.4建立人類疾病的動物模型
根據某基因對機體生理狀況的影響,建立疾病的轉基因動物模型,進而深入研究相關疾病的發病機理,探索其有效的治療方法,將對醫藥產業產生深遠影響。
人類約有20 000~25 000個基因,已知的人類疾病有數千種,其中很多是由基因突變所導致的。在20世紀80年代之前,人們只有通過鑑定自發突變個體表現出的表型研究人類遺傳性疾病,隨著轉基因技術的發展,通過有目的精確地失活或增強某些基因的表達建立人類遺傳性疾病的轉基因小鼠模型,為疾病病症和致病因素研究奠定了堅實的基礎[39]。大型家畜作為需要較長觀察期疾病的動物模型更為合適,如豬、羊、牛等。視紫紅質與夜盲症有關,將豬的視紫紅質基因突變[40],其表現出與人類表型相似的性狀,可以用來對色素性視網膜炎致病機理和治療進行研究。生長激素釋放激素異常與Turner氏綜合症、Crohn氏疾病、腎功能不全、子宮生長停滯等有關,可用生長激素釋放激素基因突變的豬模型進行探索性研究[41]。
小鼠等非靈長類動物的解剖學、生 理學都明顯區別於人類,其作為人類疾病模型具有許多侷限性。轉基因狨猴是傳染病、免疫學和神經障礙性疾病很好的模型,利用含有可導致肌營養不良的突變基因的轉基因狨猴為模型,可加快該疾病防治研究的進度[42]。2009年Sasaki等製備了含GFP標記基因並可以遺傳給後代的轉基因狨猴,將應用於生物醫學研究的很多領域。
已建立轉基因動物模型的人類遺傳病包括多種癌症[43]、心臟病[44]、動脈粥樣硬化[45]、帕金森病[46]、老年痴呆症[47]、焦慮症和抑鬱症[48]等,為人類疾病的研究與治療提供了強有力的支撐。
3問題與展望
轉基因動物的生產及相關產品已顯示出了廣闊的應用前景與重大的應用價值,然而作為剛剛起步的生物高新技術仍存在一些缺陷,主要問題包括:轉基因動物特別是轉基因家畜的外源基因整合率及表達效率低;對轉基因動物製作的精細理論及整個過程的調控尚不清楚;轉入的基因在宿主基因組中的行為難以控制,其插入可能造成內源基因的破壞,還可能啟用原本已關閉的基因,從而導致動物出現異常,如陽性個體不育、胚胎死亡、四肢畸形等發育異常現象;轉基因動物及其相關產品的安全性有待進一步研究等。
為使轉基因動物發揮更大的作用,需要對轉基因動物製備技術的各個環節進行不斷探索,以提高轉基因動物的成功率,包括對不同物種外源基因載體的製備與選擇、對基因轉移技術的優化、提高體細胞核移植的效率等,最關鍵的問題是轉基因動物的製備是多學科交叉和綜合的新技術,相關基礎理論是技術突破的瓶頸。因此,各技術與理論的進一步完善和完美結合,將會為轉基因動物產業化與商品化鋪平道路,並大大推動相關產業的 發展。令人鼓舞的是美國FDA在2006年宣佈從克隆動物中獲得的食品進入食物鏈是安全的,同年美國GTC Biotherapeutics公司利用山羊乳腺生物反應器生產的重組人抗凝血酶III***商品名:ATryn***獲得歐洲藥監局批准,Atryn可以阻止遺傳性抗凝血酶缺陷症患者體內形成過多血栓;2009年2月6日獲得FDA批准上市,該新藥的誕生標誌著一場生物製藥革命的開始。
篇2
淺談畜牧獸醫公共服務體系建設研究
摘 要:畜牧行業作為農村經濟重要的支柱,在促進農村經濟發展方面起到了非常重要的作用,因而,需要與當地實際相結合,努力促進農村畜牧行業持續健康發展。農村畜牧行業的發展離不開技術支援,而最關鍵的因素就是畜牧獸醫公共服務體系建設。文章對此進行了重點分析。
關鍵詞:畜牧獸醫;公共服務體系;農村經濟
我國的畜牧業也伴隨著國民經濟的發展,而取得了不錯的發展成果。其作為農村經濟一大支柱產業,對於我國經濟的發展有很重要的促進作用。畜牧行業的進一步發展,不僅要依靠國家政策的扶持,還需要有良好的技術支援,特別是要在畜牧醫療服務方面做出更多努力,所以,需要進一步加強農村畜牧獸醫公共服務體系建設。
一、農村畜牧獸醫公共服務體系
1.體系的主要構成。我國農村畜牧獸醫公共服務體系的構成單元,包括很多個不同的單位。“這個體系主要包括基層政府、市場醫療單位、社會公益服務以及獸醫個人等組成。”[1]基層政府在這個體系中扮演的角色主要是巨集觀調控者,是從整體上對畜牧獸醫服務體系的發展進行巨集觀上的管理和調控。以便將國家最新政策提供給畜牧行業,逐步規範畜牧業市場,對於該行業的衛生監督還要做進一步加強,甚至在必要的時候,免疫服務強制執行;其中的社會服務機構是屬於公益性質的,在技術培訓和醫療檢查方面都要定期組織,在疫情發生的時候,疫情控制服務要提供的及時到位。有些社會公益服務機構會考慮到畜牧行業的內部交流問題,就會選擇很多不同種類的報紙進行承辦,或者是有關畜牧資訊的刊物,還通過一些企業講座的定期舉辦企業講座來實現交流的目的。以此來對政府起到輔助作用,以便共同努力實現本區域畜牧行業的持續健康發展;畜牧行業還有屬於自己的協作服務機構,協調作用的發揮首先是建立在主市場控制的前提下,從而對畜牧原料生產、防疫技術和養殖等工作進行協調,從而達到改良畜牧品種的目的,並對可能發生的環境汙染進行很好的預防;其中的市場化服務單位,多種多樣,型別很多,獸醫藥店和藥物診所等是其中主要的單位,這類單位主要是為畜牧行業提供醫療方面的服務,要求提供的藥品儘可能是那些療效非常好的,在醫療診治和治療指導等方面也要提供最正確的指導。畜牧行業的疫病防治問題基本上都離不開它的支援,這類單位也可以說就是其最基層的單位。
2.存在的問題。目前,我國農村的畜牧醫療公共服務體系儘快有了不錯的發展成效,然而很多不同因素還是對其產生了不小的影響,這也導致了其還有很多的問題存在,對於畜牧行業的發展來說,這也是非常關鍵的因素。
***1***沒能合理地進行人員配置,我們知道畜牧獸醫公共服務體系儘管組成部分包含了很多個不同的層次,然而就這些服務渠道來說,不管是哪一個層次的,從我國的整體畜牧獸醫公共服務體系來看,在人員配置方面都還存在著非常嚴重的問題。首先,服務體系中的服務人員普遍存在較低素質的問題,當然這一問題,也是我國農村地區普遍會存在的問題。因為農村地區普遍存在比較差的經濟條件,在基礎設施方面存在很不健全的普遍現象,我們所需要的比較專業的高素質人才,就難以將其吸引到農村地區來。其次,普遍存在對人員不合理地分配問題,普遍存在的現象是在最基層工作的不是那些基層需要具有真正實踐經驗的專業人員,缺乏專業素養比較高的人才。對於架設我國農村畜牧公共服務體系來說,這裡提到的問題都會很大程度影響到它的發展,那麼一旦有嚴重的疫情發生就難以將其及時地抑制住。
***2***薄弱的技術力量,畜牧醫療技術很大程度上關係到我國農村畜牧業的發展。然而現實情況是,我國畜牧醫療服務技術因為受到經濟條件的侷限,在總體水平上還很薄弱,儘管已將一些較為先進的儀器和藥品引進來了,但相關工作人員卻缺乏對這些先進技術的理解,因而造成這些問題不能從根本上得到解決。若要一旦有複雜嚴重的病情發生,就難以做到診治的及時,那麼,農民就會因此遭受慘重的經濟損失。
***3***尚未完善的體制,不完善的體制可以看出,公共服務體系單一的資金來源是最為主要的表現,這就造成了無法有效解決相關的醫療研究課題,沒有辦法進行基礎的技術培訓,也不能採用先進的器械來進行治療。就其產生原因,主要還是在於較為分散的畜牧醫療社會化服務機構,這就直接造成了資金難以真正形成一定的規模,一定規模的資金支援也就也就無法實現,最終就造成了技術服務難以真正到位。
二、解決對策
1.做好系統化管理
基於畜牧獸醫醫療公共服務體系的系統化管理,那麼在系統的建設和完善方面就能得到有效地促進。先是對新型人才的引進,在人力資源方面,力求最大限度地為服務體系提供足夠的先進服務支援,貫徹執行定崗定員制度。其次,應該將基層公益部門的服務功能充分地發揮出來。農民對於防疫知識普遍都較為缺乏,因而基層公益部門就需要考慮到這一點,以便能為其提供定時的最佳服務,使得農民的預防意識能得到進一步提高。
2.使服務體系朝著標準化、市場化和多元化的方向發展[2]
我國市場經濟的迅猛發展,也帶動了不同行業的朝著市場化發展程度越來越深的趨勢發展,如今的走向和發展趨勢標準化、多元化和市場化。只有讓服務體系朝著這個方向發展,才能對農村畜牧醫療公共服務體系建設起到促進和推動作用。應該對經費進行統一管理,前提是正常工作不能收到影響,在工作人員的培訓方面要做到定時和不定時同時進行,與此同時,要將一些先進的裝置及時地引進來。市場化方向是這個體系必須發展的方向,只有這樣才能將市場的調配功能充分地發揮出來。
3.完善服務體系內的體制
政府對科學合理的法律規範的制定,一定要以本地區畜牧行業的整體發展狀況為依據,另外,對行政管理和執法力度要做進一步地加強,從而使服務體系的正常執行能夠得到保障,同時也能確保社會組織和個人都能將各自的職能充分地發揮出來。
三、結束語
我國的畜牧行業持續發展,並逐漸走向成熟,所以對農村畜牧獸醫公共服務體系建設進一步加強,如今已經是社會經濟發展的必然。但首先決不能脫離本地區的發展實際情況,在此基礎上,通過一系列措施的施行來促使農村畜牧獸醫公共服務體系建設的進一步發展。
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