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07 转基因动植物制药 S1 转基因动物制药 S2 转基因植物制药 S1 转基因动物制药 乳腺生物反应器的应用 乳腺生物反应器的优点 其他动物生物反应器 乳腺生物反应器的应用 医药产业经历了三个不同的历史阶段： 天然药物 ? 化学合成药物 ? 基因工程药物 乳腺生物反应器的应用 1980年，Gordon用DNA显微注射法获得了转基因小鼠 1982年，Palmiter获得 “超级”小鼠 1985年，转基因兔、绵羊、猪 1986年，转基因牛 乳腺生物反应器的应用 动物乳腺生物反应器 （mammary gland bioreactor） 是指利用动物乳腺特异性启动子调控元件指导外源基因在乳腺中特异性表达，并能从转基因动物乳汁中获取重组蛋白的一种生物反应器。 乳腺生物反应器的应用 1991年，英国爱丁堡制药公司，转基因绵羊：羊乳中含有?1-抗胰蛋白酶（?1-AT），含量高达16g/L，估计泌乳期的每只羊可产70g，价值达70万美元 乳腺生物反应器的应用 乳腺生物反应器的应用 目前，国际上已有30多家公司正在开发乳腺生物反应器。 乳腺生物反应器的应用 2006年：世界上第一个利用转基因动物（山羊）乳腺生物反应器生产的基因工程药物重组人抗凝血酶Ⅲ（商品名：ATryn??）上市 　〔美国Genzyme公司旗下的GTC Biotherapeutics公司〕 重组人抗凝血酶Ⅲ：可抑制血液中凝血酶活性，用于预防和治疗血栓血塞形成，对治疗抗凝血酶缺失症具有显著效果。全球每年的潜在市场约为1.5亿美元。 乳腺生物反应器的应用 乳腺生物反应器的应用 乳腺生物反应器的优点 1、产量高，成本低 乳腺生物反应器的优点 1、产量高，成本低 乳腺生物反应器的优点 1、产量高，成本低 乳腺生物反应器的优点 2、周期短 乳腺生物反应器的优点 3、设备简单，不耗能，无污染 其他动物生物反应器 动物乳腺生物反应器 动物血液生物反应器 动物膀胱生物反应器 动物血液生物反应器 血液中表达，大型家畜血液丰富，屠宰即可收获产物 产物进入血液循环：有些物质会影响动物健康（如激素、细胞分裂素、血纤维溶酶因子等） 外源蛋白与内源蛋白难分离 可生产人血红蛋白、抗体、生长激素及非活性状态的融合蛋白 动物膀胱生物反应器 报道较少，生产人生长激素取得初步成果 优点： 1、从尿液中收集产物对动物无伤害 2、分离纯化经济有效，不需除脂肪等 3、生产周期短，不管是雌、雄动物从出生开始就可获得表达产物 精液系统 有些动物精液很丰富并易于收集，如猪 精液系统 研究例子：小鼠的P12基因启动区可特异地驱动在雄性小鼠的附性腺表达，已用来表达人生长激素。该激素在转基因小鼠精液中高达0.5mg/ml 精液系统与尿液一样，具有特异性的优点，但复杂的蛋白质在此两种系统中成熟与分泌的情况如何，目前尚不太清楚 蛋清系统 蛋清含量丰富，所含蛋白质的量高，且分泌到体外，有望成为重组蛋白质的优良生产系统 最近已得到在蛋清中生成外源蛋白质的转基因鸡，但在总体上，禽类的转基因技术还不成熟 蚕茧系统 蚕茧含有大量的蚕丝蛋白质，也具有乳汁和蛋清所具有的某些性质 S2 转基因植物制药 植物细胞工程是指定向改造植物细胞遗传性，利用植物细胞生产有用物质的技术。目前应用最广的有三方面内容： 植物基因工程疫苗 植物基因工程疫苗 植物基因工程抗体 植物基因工程抗体 植物基因工程抗体 其他重组蛋白药物 其他重组蛋白药物 S2 转基因植物制药 植物基因工程疫苗的可行性研究 植物基因工程疫苗的基本原理 植物表达系统的选择 植物表达系统的生产方式 植物基因工程疫苗的优势 存在问题及今后研究重点 可行性研究 1、Curtiss Cardineau（1990）发表了第一篇关于转基因植物疫苗的文献 2、Mason（1992）等报道了乙肝表面抗原在植物中的表达，提出了利用植物作为生物反应器生产疫苗的概念 3、Arntzen（1992）：在植物中表达的乙肝抗原能保持蛋白质折叠的特性，保留了激发Ｂ细胞和Ｔ细胞免疫反应的抗原决定簇 4、Modelska（1998） Brennan（1999）：植物基因工程疫苗以粘膜组织给药的方式可引起粘膜和系统免疫应答 基本原理 1、将病毒或病原体的抗原基因在植物中进行高效表达 2、抗原蛋白仍保留自然状态的免疫原性，当将它产生的抗原作为食物时，可刺激体液和粘膜免疫应答，可安全通过动物消化道而不会被蛋白酶降解，成为粘膜性抗原 ?只需口服少量表面抗原蛋白就可产生良好的免疫应答反应 植物表达系统的选择 要根据不同的需要和转化的难易程度，选择不同的表达系统 1、烟草：作为模式植物易操作，易种植并大量供应，叶组织在5-6ｗ内即可用于分析；但是叶组织中含有有毒物质，不能用于饲喂研究 2、马铃薯：容易转化，有些块茎特异性表达启动子，8-