青島財(cái)經(jīng)日報(bào)/青島財(cái)經(jīng)網(wǎng)訊（ 記者 國瑾 通訊員 曲天澤）日前，記者從青島農(nóng)業(yè)大學(xué)了解到，該校生命科學(xué)學(xué)院趙明輝博士團(tuán)隊(duì)通過攻關(guān)，成功獲得森林貓?bào)w細(xì)胞克隆后代，學(xué)校成為中國首個(gè)成功完成貓科動(dòng)物體細(xì)胞克隆的高校。
國內(nèi)高校現(xiàn)首只健康存活的克隆貓
記者在位于該校生物樓6樓的實(shí)驗(yàn)室看到，溫暖的恒溫箱內(nèi)，一只黑白花相間的小貓正在酣睡，看上去非常健康。科研人員告訴記者，這只克隆貓于2020年12月24日出生，體重75克，因正值新年來臨，科研人員給它起名為“平安”，希望其作為克隆技術(shù)的研究成果能夠平安健康存活，同時(shí)希望在新冠肺炎疫情全球肆虐的一年年末出生的它，能夠給新的一年帶來平安好運(yùn)。
項(xiàng)目主持人趙明輝博士告訴記者，目前代孕母貓及“平安”各項(xiàng)生理指標(biāo)均表現(xiàn)正常，一切“平安”。
據(jù)介紹，本次克隆貓的本體是一只野生森林貓和中華田園貓雜交的成年雌性森林貓。科研人員從該貓皮膚組織中分離培養(yǎng)得到成纖維細(xì)胞，利用中華田園貓卵子作為細(xì)胞核受體，通過細(xì)胞核置換和人工激活，制作出多枚體細(xì)胞克隆胚胎。將克隆胚胎移植到受體母貓后，經(jīng)過62天孕育，成功得到一只森林貓?bào)w細(xì)胞克隆后代。目前該項(xiàng)目經(jīng)北京中正司法鑒定所鑒定，確定該森林貓為克隆個(gè)體。
實(shí)驗(yàn)流程用時(shí)縮短7倍，妊娠率達(dá)世界領(lǐng)先水平
據(jù)了解，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)該克隆貓研究項(xiàng)目受到青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才引進(jìn)項(xiàng)目和博雅秀巖生物科技有限公司橫向課題資助，于2019年籌備，2020年7月實(shí)施。
“受新冠肺炎疫情的影響，實(shí)驗(yàn)期間我們遇到了不少困難，特別是上半年物流幾乎停止，我們的貓面臨著食物短缺的情況。這段時(shí)間我們每天凌晨去海鮮批發(fā)市場批發(fā)海鮮，回來給貓做貓糧。期間通過不斷改進(jìn)貓糧的制作工藝和成分，我們逐漸掌握了顆粒貓糧的制作工藝。”趙明輝談到，“第二個(gè)瓶頸就是貓卵子的體外成熟。由于我們的貓卵來自寵物醫(yī)院做絕育時(shí)切下的卵巢，這些卵巢上采集的貓卵不能直接用做克隆，必須經(jīng)過一段時(shí)間的體外成熟。針對貓卵的體外成熟，我們進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，最終通過添加適量激素和生長因子，攻克了這個(gè)難題。‘平安’克隆貓的誕生，也證明了我們在貓卵體外成熟方面是成功的。”
不僅如此，項(xiàng)目實(shí)施過程中，團(tuán)隊(duì)成員精簡并改良了體細(xì)胞克隆方法，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程從傳統(tǒng)的36小時(shí)縮短為5小時(shí)，用時(shí)縮短7倍。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)采用了在實(shí)驗(yàn)全過程只使用一種培養(yǎng)液的操作方式，避免了頻繁更換培養(yǎng)液可能帶來的胚胎損傷，極大降低了操作風(fēng)險(xiǎn)，提高了實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性。
據(jù)介紹，本批實(shí)驗(yàn)共計(jì)制作體細(xì)胞克隆胚胎89枚，移植到7只代孕母貓?bào)w內(nèi)，其中3只代孕母貓妊娠，妊娠率達(dá)43%，為世界領(lǐng)先水平。
“平安”能帶來什么：
貓?bào)w細(xì)胞克隆技術(shù)的多種應(yīng)用價(jià)值
記者在該校實(shí)驗(yàn)室了解到，貓?bào)w細(xì)胞克隆技術(shù)的建立，不僅有利于促進(jìn)動(dòng)物疾病模型和藥物的開發(fā)，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域、寵物行業(yè)和瀕危物種保護(hù)方面均具有重要作用。
在醫(yī)藥研究方面，和犬類似，貓也是重要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、疾病模型動(dòng)物和伴侶動(dòng)物。根據(jù)OMIA數(shù)據(jù)庫最新統(tǒng)計(jì)，在貓科動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)了361種遺傳疾病，其中227種有望開發(fā)成人類同種疾病的動(dòng)物模型，且貓科動(dòng)物癲癇、高血脂、軟骨發(fā)育不良及部分腫瘤、艾滋病等疾病的發(fā)病機(jī)制與人類尤為類似。更加受到研究人員關(guān)注的是，貓擁有與人類結(jié)構(gòu)高度相似的ACE2受體，而該受體為SARS和新冠肺炎病毒感染人體的主要受體，這使得貓具有感染SARS和新冠肺炎的潛在可能。利用貓克隆技術(shù)和基因編輯技術(shù)可以大量生產(chǎn)攜帶特定疾病的個(gè)體，供醫(yī)學(xué)研究和藥物開發(fā)所使用。
在寵物市場開發(fā)方面，《2019年中國寵物行業(yè)白皮書》數(shù)據(jù)顯示，2019年國內(nèi)寵物（貓、犬）市場規(guī)模已達(dá)2024億元，同比增長18.5%。其中，寵物貓消費(fèi)市場規(guī)模為780億元，同比增幅19.6%，超過犬消費(fèi)市場規(guī)模增速。盡管目前貓?bào)w細(xì)胞克隆的市場價(jià)格在15-25萬元之間，但仍有越來越多的寵物飼養(yǎng)者在愛寵患病無法醫(yī)治或離世后，選擇通過體細(xì)胞克隆方式讓愛寵“重生”。此外，貓?bào)w細(xì)胞克隆所衍生的早期胚胎基因編輯技術(shù)，也為寵物遺傳疾病的治療帶來希望。
此外，據(jù)趙明輝博士介紹，貓?bào)w細(xì)胞克隆在瀕危物種保存方面也有重要作用。貓科動(dòng)物是地球動(dòng)物資源的重要組成部分。除家貓外，其余所有貓科動(dòng)物都為瀕危物種或受脅迫物種。根據(jù)世界自然保護(hù)聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)顯示，中國21種野生貓科動(dòng)物中，有3種處于瀕危狀態(tài)，2種處于極危狀態(tài)，7種處于易危或近危狀態(tài)。動(dòng)物在年老后喪失生育能力，就意味著該物種的功能性滅絕。采用家貓卵子進(jìn)行異種體細(xì)胞克隆技術(shù)，是目前唯一能夠大量復(fù)制瀕危動(dòng)物的技術(shù)手段。
85后“擼貓”教授團(tuán)隊(duì)：
堅(jiān)持創(chuàng)新，將“擼貓”事業(yè)進(jìn)行到底
年輕、靦腆，和團(tuán)隊(duì)成員及研究生打成一片，是趙明輝博士給記者的第一印象。但當(dāng)穿上實(shí)驗(yàn)服、坐在顯微鏡前開始實(shí)驗(yàn)操作，這位年輕的85后“貓專家”又成為另一副模樣。
趙明輝博士團(tuán)隊(duì)長期致力于犬科動(dòng)物及貓科動(dòng)物體細(xì)胞克隆、疾病模型制備等研究工作。近5年來圍繞犬科動(dòng)物克隆、發(fā)情判定、卵子體外培養(yǎng)和成熟等問題，進(jìn)行了系統(tǒng)研究，以第一或通訊作者在國際主流學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI收錄論文16篇。趙明輝博士曾成功克隆出多只精英工作犬，2018年在國際上率先創(chuàng)建犬早期胚胎體外培養(yǎng)方法，為犬科動(dòng)物生殖生理學(xué)研究奠定了重要基礎(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)在犬科動(dòng)物克隆領(lǐng)域積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為本次“平安”克隆貓的順利誕生提供了重要技術(shù)保障。
除了扎實(shí)的學(xué)術(shù)積累，不斷追求創(chuàng)新的學(xué)術(shù)精神也使這個(gè)年輕的團(tuán)隊(duì)始終保持活力。“習(xí)近平總書記勉勵(lì)廣大科技工作者大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神，肩負(fù)起歷史賦予的科技創(chuàng)新重任，這給了我很大的激勵(lì)。”趙明輝告訴記者，“近年來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)科建設(shè)成就突出，不久前剛剛成功列入山東省省屬高校高水平大學(xué)和高水平學(xué)科建設(shè)行列，成績的背后是學(xué)校對我們這些青年人才的高度重視。”
在學(xué)校活躍的學(xué)術(shù)氛圍和良好的科研條件的支持下，團(tuán)隊(duì)不斷探索建設(shè)最佳科學(xué)實(shí)驗(yàn)壞境，“我們在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝多種智能家居設(shè)備，包括溫度、濕度、照明、煙霧報(bào)警等在內(nèi)的環(huán)境控制系統(tǒng)和人臉識(shí)別系統(tǒng)等，使實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)了智能化操控。”趙明輝說。
談到未來的科研工作，趙明輝表示，在當(dāng)前我國社會(huì)高度重視創(chuàng)新的良好環(huán)境下，青年科研人員應(yīng)該大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神，為“創(chuàng)新中國”而努力奮斗。“下一步，我們將把研究重點(diǎn)放在貓的基因編輯方面，在人類醫(yī)學(xué)疾病模型研究和以基因編輯技術(shù)為工具研究寵物疾病發(fā)病機(jī)制、進(jìn)行寵物醫(yī)藥開發(fā)等領(lǐng)域繼續(xù)深化，將‘?dāng)]貓’事業(yè)進(jìn)行到底。”
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