建立全球首个神经退行病大动物模型的广东科学家团队:“夫妻档”邂逅“猪老板”培育出“舞蹈猪”

来源:南方日报 时间:2018-04-09 17:12
  

    建立全球首个神经退行病大动物模型的广东科学家团队。南方日报记者 张梓望 摄

  3月30日,生物学顶尖杂志《细胞》发布的一项重磅成果,引发了全世界关注:广东科学家团队在世界上首次成功培育出了“亨廷顿舞蹈病”基因敲入猪。

  领衔完成这项研究的,是一对“夫妻档”加一个“猪老板”的科研创新组合:暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院教授李晓江和妻子美国Emory大学教授李世华,以及中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学。

  十年合作,四年攻关,他们精心培育的“亨廷顿舞蹈猪”,成为人类的“替难者”,将为无数神经退行性疾病患者带来治疗希望。

  夫妻搭档20年潜心研究亨廷顿舞蹈症

  在成果发布会上,李晓江深情致谢了自己的妻子:“她不光是我的生活伴侣,也是我事业上的长期合作伙伴。”

  李晓江与李世华是改革开放恢复高考后的第一届大学生,两人在江西医学院读本科期间,就已经相识并成为了伴侣。1991年,他们同时在约翰霍普金斯大学读博士后。一开始,李晓江的研究方向是神经味觉受体,而李世华则在研究过敏性皮肤病。

  1993年,一篇发表在《细胞》上的论文,改变了两人一生的科研轨迹:引发亨廷顿舞蹈症的单基因被成功克隆。

  李晓江和李世华在世界上首次找到了亨廷顿基因的结合蛋白,这一成果1995年发表在世界顶级学术期刊《自然》上。

  1996年,两人来到美国亚特兰大的Emory大学创建了自己的实验室,专注于亨廷顿病的研究。“实验室只有我们两个人,所有的事情都要自己做。”李世华回忆,当时连在家里吃饭时也都是在讨论实验,哄孩子睡觉后接着读文献、写文章。还有两次,两人做实验,天黑了还浑然不觉,把孩子都忘在了学校。

  一开始,他们使用细胞做研究模型,接着用小鼠。但李晓江在研究中发现,人与小鼠的大脑有着巨大区别,小鼠并不能完全模拟人类的亨廷顿病。他们开始把目光转移到大动物、非人灵长类动物身上。

  2008年,他们成功地建立了世界首只转基因亨廷顿病猴模型,成果发表在了《自然》上。

  “猪老板”让中国动物模型猪做出国际地位

  但是,在美国拿经费做大动物模型很不容易,李晓江萌生了回国进行大动物模型研究的想法。

  “中国的动物实验费用比美国低很多,再加上中国鼓励这些方面的研究,设立很多大项目来支持,因此中国在大动物模型和疾病研究方面都领先世界。”李晓江说。

  其中做大动物模型最著名的,莫过于中国科学院广州生物医药与健康研究院的赖良学。一说到动物模型猪,全世界都知道中国有个赖博士。

  赖良学先后在原长春兽医大学、东北农业大学获得硕士和博士学位,从事过家兔胚胎细胞分离和转基因乳腺生物反应器的研究工作,还研究过转基因小鼠。

  1997年,克隆羊多利出生的报道轰动了全世界。1998年,赖良学来到美国密苏里大学做博士后,开始专攻克隆技术和基因打靶技术。

  2001年,他成功培育出敲除了半乳糖基因的克隆猪,首次实现了人类培育基因敲除克隆猪,这一成果发表在2002年《科学》杂志,引发了全世界的轰动。这次成功,让赖良学专心做起了“猪老板”,专注于培育基因编辑猪。

  2007年,他下定决心回到国内进行转基因克隆猪的研究。“我在密苏里大学做的成果,都是美国人的,我也想为中国做一点东西,做出来的是我们中国人的东西。”赖良学说。

  当时,全中国在这一领域的研究非常薄弱。刚回来时,中科院广州生物医药与健康研究院连猪场都没有,赖良学就跟有猪场的单位合作,慢慢地开展起来了研究。2008年,他就培育出了世界首例带有抗猪瘟病毒基因的克隆猪。

  “我是做猪的。”这是赖良学做自我介绍时最爱说的一句话。如今,他的养猪场已经有50多种不同的基因修饰猪,让中国的动物模型猪在国际上做出了地位。

  中国的动物模型猪在世界上有了代表性成果

  2008年,寻找制作亨廷顿舞蹈症大动物模型的李晓江与赖良学“一拍即合”。2010年,他们就合作培育出了世界首例转基因的亨廷顿舞蹈猪。

  与转基因亨廷顿病猴一样,转基因病猪仍然很快死亡,无法传代。但团队并未就此放弃。基因编辑技术CRISPR/Cas9出现后,2013年开始,李晓江、李世华与赖良学团队开始应用这一技术培育基因敲入猪。

  经过4年努力,成功了!他们培育出了世界首例带有亨廷顿突变基因的新生猪,能稳定地将致病亨廷顿基因传给下一代。赖良学兴奋地说,中国的动物模型猪在世界上有了代表性的成果!

  这一成果证明了相比小鼠,大动物模型更能模拟人的典型病理变化,对全世界的研究者都是重大的启发。有了可稳定遗传性状亨廷顿猪,就可以廉价地获得很多大动物模型,用来筛选神经退行性疾病的治疗药物。

  “这是我们几十年工作最大的成果。”李世华激动地说。

  2017年初,李晓江加入了暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院,李世华也随着过来成为客座教授。在紧靠着广州市中山大道的暨南大学第二理工楼,李晓江和李世华带记者参观了自己的实验室。“你看看我们的实验室,条件多好,比在美国的实验室条件好多了!”

  在这个实验室,他们将通过对亨廷顿舞蹈猪的研究,更具体地分析研究亨廷顿舞蹈症的病理变化和表型发展过程,以期找到真正治病的有效方法。

  至于赖良学,他说自己接下来仍然会专心致志“做猪”,不光是要发文章,还要用起来,实现产业化。“如果应用我们的亨廷顿舞蹈猪,开发出了一种新的药物,那可就了不得了,那才是真正的国际认可。”

 

(责任编辑:何燕良)