為了從牛奶中獲取人胰島素,研究人員將一段編碼胰島素原(胰島素的蛋白質前體)的人類DNA片段插入10個奶牛胚胎的細胞核中,之後再將這些胚胎植入普通奶牛的子宮,孕育出一頭轉基因牛犢。因為這段人類DNA片段通過基因工程"編碼"為僅在乳腺組織中表達,這意味著轉基因牛的血液或其他組織中不會出現人胰島素。
當這頭轉基因牛發育成熟後,研究人員嘗試通過人工授精使這頭奶牛受孕失敗後,轉而使用激素刺激它分泌乳汁。雖然產量低於正常受孕後哺乳週期產奶量,但牛奶中不僅有人胰島素原,還出人意料地出現了人胰島素。
研究人員稱,原來的實驗目標是讓轉基因牛產出人胰島素原,再由研究人員將其純化為人胰島素,但奶牛自體完成了這一過程。
目前糖尿病患者使用的注射用胰島素是將實驗室製造的人胰島素基因植入細菌DNA而產生的。細菌被放入大型發酵罐中,利用該基因生產人胰島素,然後將其提取和純化,用作藥物。
研究人員保守估計,這頭轉基因奶牛產出的每升牛奶中可能含有1克人胰島素。市售的一劑胰島素製劑通常包含0.0347毫克人胰島素,這1升牛奶相當於28818劑藥物。如果未來成功讓這種轉基因奶牛受孕,產奶量可能會進一步提升。
研究人員表示,當前利用轉基因奶牛生產胰島素的技術還需要接受進一步測試和一系列合規性審查,在取得成功且投入使用後,可能為胰島素的生產帶來巨大變化。
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