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动物生物技术研究中动物细胞工程的运用

来源:科技风 作者:陈涛
发布于:2020-03-27 共2405字

  摘    要: 随着科学技术的不断发展,我国的科学研究水平越来越高,其中细胞工程是当前生物工程领域的重要组成部分,其在制药、医疗、动物繁殖、植物育种等各领域都得到了广泛应用。本文主要是论述了动物细胞工程在动物生物技术中的相关应用,具体包括特殊动物、单克隆抗体和细胞因子、器官和组织的生产、细胞治疗等几方面。

  关键词: 动物细胞工程; 动物生物技术; 应用;

  细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图进行基于细胞水平上的遗传操作,或者是大规模的细胞和组织培养。而动物细胞工程已经成为的当前生物技术的重要任务,包括细胞融合、细胞拆合、染色体导入和基因转移这四个方面的技术应用,其对当前的生物技术发展具有十分重要的现实意义。

  一、生产特殊动物

  (一)在牲畜养殖的优化改良上

  当前我国畜牧的发展速度越来越快,出于对牲畜及其相关产品品质的高质量要求,其品种的优化改良也成为当前动物生物技术重要的研究方向,而动物细胞工程中的人工受精、胚胎移植等技术在畜牧业生产中的应用逐渐普及,在生产实践中,越来越多的技术人员开始利用胚胎分割技术、显微操作技术、核移植技术、细胞融合技术、转基因技术等等多项技术的综合使用来使得动物的卵细胞得到改变,经过改造的卵细胞会比动物自然排出的卵细胞具有更优良的性能,比如在奶牛上试验可以培养出高产奶牛,在猪上试验可以培育出瘦肉型猪,为当前畜牧业的生产提供动力。

  比如体外受精技术与胚胎性别控制技术的应用。体外受精技术能使得优良母畜的繁殖潜力得到充分的发挥,并保存动物机体优质的遗传资源,尤其是在一些即将灭绝动物的拯救与保护上有着较高的效果。目前,该项技术主要是应用在奶牛这种单胎生且能带来较大经济价值大的动物身上,通过体外受精能有效地增加奶牛数量,有利于进一步扩大畜牧业养殖规模。胚胎性别控制技术则是用人工的方式控制繁殖出来的动物的性别,通常雄性动物生长速度快,适合供应市场肉质产,而雌性动物适用于蛋奶的供应,因此可以根据其特性进行性别控制,通过离心分离法、免疫学分离法、PCR扩增法等可以进行有效的控制,进一步提高选育强度,从而提高畜牧业的经济效益。

  (二)遗传病动物模型的研制

  遗传病动物模型可以为临床治疗提供依据,具体的实施办法就是将致癌基因导入鼠的受精卵原核内形成转致癌基因小鼠,利用这些转致癌基因小鼠就可以研究某些癌基因的致癌机理及其达的调控过程。
 

动物生物技术研究中动物细胞工程的运用
 

  (三)药物筛选模型

  药物筛选是当前医药行业的重要工作,目前,我国药理学发展速度较快,越来越多的新型药物出现,同时这些新的药物也有着与其他药物不同的药物作用靶点、功能蛋白质、基因表达,因此药物筛选过程中也需要在大量新的靶点进行新药筛选。细胞分子水平药物筛选模型应运而生,对高通量药物的筛选工作起到重要的作用。

  二、生产单克隆抗体和细胞因子

  (一)诊断各类病原体

  单克隆抗体在菌种型及亚型、病毒的变异株以及寄生虫不同生活周期的抗原性等方面的鉴别上具有重要的作用,相比与传统的血清法或动物免疫法,单克隆抗体能够检测出多种病毒中非常细微的株间差异,其高度特异性与灵敏性能够大大提高抗原抗体反应的特异性,试验结果更加准确、可靠。

  (二)单克隆抗体作为导向药物的载体

  具有导向能力的物质为载体的药物疗效显着,下一步可能会取代当前的抗癌药物、抗生素等常规药物。

  (三)生产各种生物药品

  单克隆抗体技术可以生产各种生物药品,并且在降低生产成本的同时还能够提高药品质量。当前单克隆抗体技术在抗生素、菌苗、抗体、各种疫苗、生物活性物质等生物药品的生产上具有广阔的应用前景,具体实施过程中主要是通过培养、诱变等细胞工程或细胞融合途径来培养出在培养条件下长期生长、分裂并能分泌某种激素的细胞系。

  三、生产特殊器官和组织

  现代医疗事业的发展水平越来越高,其中应用到大量先进的技术手段来提高治疗效果,细胞工程的应用更是进一步提高了患者的生存质量,尤其是在针对一些治疗难度较大或者对患者自身伤害的疾病上更能够获得奇效。当前在医疗实践中主要是运用细胞工程技术生产特殊器官和组织,这样能够使人体残余器官的少量正常细胞在体外繁殖,从而获得患者所需要的、具有相同功能又不存在排斥反应的器官,将其应用到器官移植手术当中,具有较好的治疗效果。比如在人工皮肤领域,通过体外自制皮肤可以更好的解决烧伤治疗中的难题,在整容行业也有着较为广泛的应用;在重建外科领域已成功地进行了自体软骨、骨、肌腱等的移植;组织工程技术也能够完成血管化的组织再生。除此以外,植入肝细胞法在当前肝脏疾病的治疗中逐渐发展起来,将体外培养的肝细胞可以借助生物基质构成的细胞生物反应器之类的装置来发挥功能,具有较好的效果。

  四、细胞治疗

  细胞治疗中所应用到的类型有间充质干细胞、胚胎干细胞、神经干细胞、造血干细胞等多种,其在癌症或肿瘤、肌肉骨骼相关疾病、神经系统疾病、糖尿病、免疫系统疾病等多种临床学科已经得到应用。比如在肝脏损害的细胞治疗方面,早在2005年就有使用自体BMSCs(CDl33+)经门静脉输注来治疗右半肝栓塞的成功案例,后续的研究实践中也证明了BMSCs(CD34+、CD45+、C-kit+)移植治疗肝功严重受损具有较好的治疗效果;在糖尿病的治疗上,应用自体BMSCs(CD34+、CD38+)经脾动脉移植治疗糖尿病也有显着疗效。除此以外,细胞治疗在遗传病基因治疗以及肿瘤质量等方面也已经加强了研究力度,其在现代医疗事业中具有重要的地位,是现代医疗事业实现进一步发展的动力。

  五、结语

  综上所述,动物细胞工程的现代生物科学研究进程中的重要成果,其在生产特殊动物、单克隆抗体、器官和组织的生产、细胞治疗等几方面的应用上具有先进性成果,有力的推动了现代社会的建设发展。同时,相关科技人员应该加大动物细胞工程的研究开发力度,进一步提高动物生物技术的发展水平。

  参考文献

  [1]邱忠毅.细胞工程技术的应用[J].生物化工,2014(04):140-143.
  [2]张怡田.浅谈生物细胞工程[J].农家参谋,2017(16):200.

作者单位:湖北大学知行学院
原文出处:陈涛.动物细胞工程在动物生物技术中的应用[J].科技风,2020(06):21.
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