【當前獨家】“天蓬工程”將在涿州啟用 揭秘世界首個大型實驗豬科技基礎設施

豬作為人們常見的一種動物，能為生命科學研究做出什么貢獻？在河北保定涿州市國家農(nóng)業(yè)科技園，有一項專門圍繞豬來開展科研和成果孵化的“天蓬工程”，即模式動物表型與遺傳研究國家重大科技基礎設施項目。金秋時節(jié)，該項目基建工程已進入竣工驗收環(huán)節(jié)，預計九月中旬完成，之后將根據(jù)設備安裝情況陸續(xù)投入使用。

【資料圖】

“模式動物表型與遺傳研究設施”是我國“十二五”規(guī)劃的重大科技基礎設施，主要目的是開展大型模式動物表型性狀的精確測定和遺傳研究，解析生命規(guī)律，為疾病治療、醫(yī)藥研發(fā)、動物育種等領域提供重大平臺支撐。由中科院昆明動物研究所承建靈長類設施；由中國農(nóng)業(yè)大學承建豬設施即“天蓬工程”。作為目前世界上首個以豬為模式動物的大科學設施，項目建成后，將確立我國在國際上大型模式動物表型和遺傳研究領域的領先地位。

為什么選用豬作為模式動物？“天蓬工程”能做什么？如何保證豬這種模式動物發(fā)揮最佳效能？記者日前采訪了“天蓬工程”項目負責人、中國農(nóng)業(yè)大學模式動物重大設施建設辦公室主任張樹川，對此一一揭秘。

為什么選用豬作為模式動物

模式動物指的是研究人員選定的特定動物物種，用于開展科學研究，揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象，主要應用于生命科學、人類醫(yī)藥和健康等領域。

過去，在生命醫(yī)學研究領域常常選用小白鼠作為實驗對象，它成本低、繁殖快、飼養(yǎng)容易。為何“天蓬工程”項目選中了豬？“隨著科學的發(fā)展，科研人員慢慢發(fā)現(xiàn)，在一些疾病、藥物等方面的研究中，由于小鼠和人的差異比較大，很多研究成果無法適用，甚至研制的新藥會產(chǎn)生很強的副作用。”張樹川解釋說，從組織器官形態(tài)、生理調控方式、行為模式及遺傳調控機制等多個方面，豬均與人類十分相近，包括體重、心臟大小、心跳次數(shù)和人都差不多，是目前國際上認可的心血管疾病、代謝性疾病和器官移植研究的重要模型。

“豬馴化歷史悠久，遺傳資源豐富，飼養(yǎng)方便，繁殖周期短，適合大規(guī)模生產(chǎn)，而且不存在倫理問題，是目前比較合適的模式動物。”張樹川表示，豬作為大型模式動物是研究人類生命活動規(guī)律的重要參考和活體樣本，是突破現(xiàn)有模式動物研究瓶頸的新途徑。

“天蓬工程”能做什么

“相對小白鼠，‘大師兄’和‘二師兄’和人更為接近，當前用猴子、小型豬做實驗的需求也越來越大，在我們的設施中，它們的用途互為補充。”張樹川介紹，猴子作為模式動物多用于神經(jīng)性、傳染性疾病等方面的研究；而豬作為模式動物，多用在心血管疾病、代謝性疾病等方面的研究。

據(jù)介紹，該項目將支撐豬作為模式動物在人類疾病模型、器官移植、藥物評價等方面的研究。目前，科研人員已獲得了動脈粥樣硬化、多囊腎、先天性心肌肥厚等人類疾病模型豬，研發(fā)了解決基因組選擇育種中低深度測序全基因組基因分型技術，將在設施深入開展生命科學基礎研究、疾病機制解析、異種器官創(chuàng)制、種質資源創(chuàng)新等研究。

此外，涿州的豬表型與遺傳研究設施建成后，還將在分子育種方面，為我國自主育成優(yōu)質、抗病的商品豬提供科研基礎。

“天蓬”如何發(fā)揮最佳效能

“天蓬工程”所養(yǎng)的豬并非普通的豬。據(jù)了解，“天蓬工程”選取的實驗豬“農(nóng)大4系”是名副其實的“混血兒”，它們的父母一方來自中國本土，另一方從歐洲遠渡重洋而來，精心培育之后，重量只有50公斤左右。

這些實驗豬根據(jù)對微生物、寄生蟲的控制程度，分為普通級和SPF（沒有攜帶特定的病原）級實驗豬。“在生物醫(yī)學研究、疫苗制造、異種器官移植等方面，都需要用到SPF實驗豬。”張樹川介紹，養(yǎng)這樣的豬，需要在屏障設施中飼養(yǎng)，要求與外界隔離，在具備普通實驗豬空調飼養(yǎng)環(huán)境的基礎上，SPF實驗豬的飼養(yǎng)環(huán)境中搭載了新風系統(tǒng)，空氣經(jīng)三級過濾凈化后才能進入屏障設施之內。外來物品要經(jīng)過嚴格的消毒滅菌，保障潔凈的環(huán)境條件。此外，項目還搭建了豬的“三甲醫(yī)院”，購置最前沿高端的醫(yī)療設備，人到醫(yī)院做的檢測在這里豬都能做到。

“實驗豬有嚴格的飼養(yǎng)標準，不同發(fā)育階段有不同的營養(yǎng)配方，保證滿足動物蛋白和能量需要，每天保證定時定量的投喂，做到實驗動物的標準化培育。”張樹川告訴記者，這樣做的目的是為了消除個體差異，盡量保證每一頭豬的生理狀態(tài)一致，保證每一頭豬表型和遺傳的標準化。

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