赖良学

带领团队首次培育出亨廷顿舞蹈病猪模型,深耕“猪”领域的科学家赖良学

金羊网记者 李钢 通讯员 黄博纯

“我是天天和猪打交道的。”赖良学这样调侃自己的工作。

二十多年来在“猪”领域的深耕所取得的成果,让这位来自中科院广州生物医药与健康研究院的科学家多次以第一作者或者通讯作者的身份在《科学》、《自然》等顶级科学期刊上发表论文。这些科研成果也被世界所关注。而就在近日,由他领衔的科研团队,更是在世界上首次培育出亨廷顿舞蹈病的猪模型,成为生物学界“里程碑式的事件”。

二十年前与猪“结缘”

与“猪”结缘,要从1998年开始说起。当时,赖良学来到美国密苏里大学动物科学系留学。就在一年之前,第一只克隆动物多莉羊问世,一时之间,克隆技术风头无两。

“我的美国导师从事的就是大动物克隆技术,多莉羊虽然问世,但是还没有人搞克隆猪。”于是,赖良学也投身克隆技术。在美国导师的支持下,他希望能够在基因克隆和基因打靶这两项技术上取得成就。

“到了2002年,我就把这两个方面都攻克了,并且作为第一作者,在《科学》上发表了第一篇文章。这是世界上第一个基因敲除技术,从那以后,20年的研究生涯就都集中在猪上了。”

此后,赖良学就开始利用克隆技术和基因修饰技术,对猪的基因进行改造。他告诉羊城晚报记者,猪一方面是一种重要的经济动物,另外也是非常重要的生物医药动物,在完成基因改造后,可以在生物医药的广泛领域中得到应用。

因此,赖良学多年来一直致力于猪的研究。

赖良学(前排右一)和他的研究团队 图片由受访者提供

成功建立疾病的猪模型

成功建立疾病的猪模型,是赖良学多年来研究取得的重要成果。

他以亨廷顿舞蹈病的猪模型为例介绍说,亨廷顿舞蹈病是一种基因突变疾病,自从19世纪被一名名叫亨廷顿的医生发现以来,人类迄今没有任何有效的治疗方法和药物。因此,医学界急需能够建立该病的动物模型,用于对药物、干细胞、基因治疗等多种疗法的试验。

2008年,著名亨廷顿舞蹈病的专家李晓江到中科院广州生物医药与健康研究院做讲座,他当时所面临的问题是,培育出了亨廷顿舞蹈病的猴子模型,但是猴模型却无法存活。在交流中,李晓江与赖良学相见恨晚,萌生了合作培育猪模型的想法,互相取长补短。

因此,运用他所掌握的基因改造技术,就可以在猪的身上“复制”出病人的症状,实现疾病的动物模型。更让世界惊艳的是,赖良学及其团队不仅培育出了猪模型,甚至还可以让病猪生存及繁衍,形成种群。

“基因改造包括了两个技术,一是在细胞水平上,把猪的细胞拿出来,然后通过基因编辑改造技术,使基因突变如同病人一样,然后用这个细胞进行克隆,由于细胞基因已经发生了突变,所以做出来的克隆猪,就是我们想要的,带有疾病突变的一个亨廷顿舞蹈病猪。”赖良学介绍说。

丰硕的成果也让合作者纷至沓来,亨廷顿舞蹈病猪模型成功培育的消息公诸于众后,许多从事药物研究的机构都希望进行合作,用猪模型来实验开发新药。除了亨廷顿舞蹈病以外,包括糖尿病、老年痴呆、帕金森综合征、渐冻人等疾病,都可以用基因改造的方法,培育出动物模型。

赖良学还告诉记者,在猪模型建立之前,科学界普遍采用的是猴子模型,但是相比起用猴子来建立模型,“二师兄”有着不少优势。“猴子的性成熟的周期比较长,真正做出一个疾病的模型,可能需要十年到十五年左右。猪的生殖周期就才一年,很快就可以形成一个种群。”

此外,对于器官移植来说,只有猪的器官在生理、形状、结构大小跟人类的比较接近;而对于疾病模型来说,猪比小鼠更接近人,因为猪的器官大小、生理、代谢、寿命都跟人差不多,所以猪的疾病模型用于做药物筛选、人类疾病研究、干细胞治疗的效果肯定也比小鼠好。

挫折和失败是家常便饭

虽然成果丰硕,但是赖良学却向记者强调,科学研究的历程总是充满着坎坷和挫折。

在掌握了基因敲除技术之后,赖良学曾经尝试解决猪器官移植的难题。

“当时我们希望能够成功实现猪器官移植到人体,解决人类面临的器官移植供体严重不足的问题。”赖良学说。

但是,科学家们发现,猪器官移植到人体后,会出现超急性排斥反应的现象,器官会在短短几分钟之内就发黑并失去功能。因此,解决这一问题,成为赖良学的首要课题。

赖良学说,当时他们发现猪的基因内有一个糖,是人体所没有的,因此他们认为很有可能是由于这个糖的存在导致了超急性排斥反应现象的发生。但是,在成功运用基因敲除技术去掉了这个糖之后,赖良学却发现没有任何效果。

赖良学说,生命体的机制非常复杂,存在着太多的不可知因素,因此,挫折和失败是家常便饭,要求科学家有牺牲和探索精神,同时还要有一颗大心脏。

“有时候我们在试验中做基因敲除,原本预期能够看到新的现象发生,但是经常是在敲除之后,却没有任何事情发生,但是已经为此投入了许多时间、精力和经费,却形成不了任何成果,只能推倒重来,从零开始。你想想,几年下来,却一无所成的感觉,那是一种巨大的挫折感。”

为了攻克老年痴呆这一人类面临的最重要神经退行性疾病之一,赖良学及其团队也在进行动物模型的培育,但是在进行了八年之后,所培育的猪却没有看到任何老年痴呆的症状。

“我们还得继续等下去。”赖良学说。

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回国工作10年间 中国科研水平飞速提升

2007年,赖良学带着学到的技术回到了国内,多年以来,他陆续帮助国内的不少科研机构建立起了基因编辑的技术体系。

赖良学告诉记者,当他在2007年刚刚回到国内的时候,中美两国之间的科研条件差距太大,从设备、经费、人员水平等方面,都有不小的落差。十年以来,他欣喜地看到,国内科研水平的巨大进步。

“可以说,我们和美国之间的差距正在变得越来越小,国家重视程度和投入越来越大,他们有的,我们也有,我们甚至可以拥有比他们更先进的仪器设备。而且国家这些年来的政策力度,吸引了很多高层次的人才回国,让国内的科研水平日新月异。”

作为一名科学家,赖良学对于未来充满了期待。他告诉记者,基因技术的发展,首要的任务就是要推动生物医药产业的发展,从而为人类健康服务,而广东将生物医药产业作为未来发展的重要产业之一,这是一个非常难得的历史契机。他相信,未来五年之内,通过建立疾病模型,人类一定可以攻克一个或者几个严重的疾病。

责任编辑:徐雯婕
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