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动物乳腺生物反应器的原理及进展摘要：动物乳腺生物反应器技术是转基因技术的应用，于上世纪80年代提出，其目的是利用动物乳腺产生目的蛋白。
利用该技术生产的蛋白具有低成本，高活性，易提取纯化的优点。
虽然该技术尚处于发展时期，但具有广阔的应用前景和巨大地商业潜力，是许多公司大力发展的对象。
关键词：动物乳腺生物反应器、原理、进展、优点动物乳腺生物反应器（mammary gland reactor）是指利用动物乳腺特异性启动子调控元件指导外源基因在乳腺中特异性表达，并能从转基因动物乳汁中获取重组蛋白的一种生物反应器。
1生物反应器(bioreactor) 经历了3 个发展阶段：细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。
细菌基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后, 才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为哺乳动物细胞的培养条件要求相当苛刻,成本太高,限制了规模生产。
动物生物反应器具有产品质量高,容易提纯的特点，弥补了其它各类基因表达系统的缺陷。
它是在转基因技术体系基础上发展起来的。
7自从上世纪80年代出现以来，已经取得了许多突破，现己成为生物技术研究的热点。
并向商业化阶段转变，显示了广阔的应用前景。
并且利用转基因动物乳腺生物反应器生产饮用奶，以期望获得既能满足蛋白质需要，又能增加抵抗力的品质全面的奶，为人类服务。
21、动物乳腺生物反应器的原理乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA 技术和转基因技术，将目的基因转移到尚处于原核阶段的动物胚胎中，经胚胎移植得到转基因乳腺表达的个体。
1 外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区，即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列，这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列控制之下，使其在乳腺中表达再通过回收奶获得具有生物活性的目的蛋白。
它是一个专门化的分泌腺体，可以生产出具完全生物活性的药用重组蛋白质，其纯化简单，生产投资及成本相对较少，而且对环境不具污染性，也被称为“分子农场”。
动物乳腺生物反应器动物物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
乳腺生物反应器生产的外源蛋白种类广泛，从小分子肽到大分子复杂蛋白质，从生物活性酶到抗体、病毒抗原蛋白均可有效生产。
利用动物乳腺生物反应器生产重组蛋白的优点有：（1）生物活性高，无污染。
动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，包括糖基化、磷酸化、羧基化等，从而保证了产品的高生物活性。
（2）易分离提纯，成本低廉。
现有的一些人药物蛋白之所以昂贵，除了原料难以收集外，另一原因是分离提纯极为困难成本极高。
而动物乳腺生物反应器的产物直接经乳汁分泌出体外，只需用常规方法除去酪蛋白沉淀乳清，再经层析即可得到重组蛋白，已经建立起完整的分离纯化生产程序。
（3）产量高。
外源基因在动物乳腺中的表达量可以达到每升几克到几十克，小群转基因大家畜的产量即可满足全世界市场的需求。
动物乳腺生物反应器已经成为生物技术领域最具开发应用前景的尖端方向。
动物乳腺生物反应器发展简史转基因动物的研究始于20世纪80年代初。
1980年，Gordon等将重组DNA用显微注射法导入小鼠受精卵原核，首次获得了整合有外源基因的小鼠。
1982年，Palmiter等将大鼠生长激素基因显微注射到小鼠受精卵中，首次获得了体重为正常小鼠2 倍以上的“超级小鼠”并提出了从转基因动物中提取药物蛋白的设想。
此后几年的许多研究奠定了转基因动物技术体系的基础，但真正的乳腺生物反应器研究则始于1987 年Gordon 等的工作，他们将组织型纤溶酶原激活剂（tPA）与小鼠乳清酸蛋白（WAP）基因的启动子构成重组基因，成功地培育出了37只在乳汁中能表达tPA 的转基因小鼠，同年，世界上第一只能从乳汁中分泌α1-抗胰蛋白酶（AAT）的转基因绵羊在英国罗斯林研究所诞生。
从此，开始了乳腺生物反应器的实用性研究。
动物乳腺生物反应器的研究进展班级：生物工程学号：071454116 姓名：刘俊超摘要：动物乳腺生物反应器(Mammary Bioreactor)是一种利用动物转基因技术在乳腺细胞中表达多肽药物、工业酶、疫苗和抗体等蛋白的技术。
该技术具有低投入高产出的特点，其效率是利用以大肠杆菌和动物细胞培养技术的100倍，是一种非常有潜力的高新技术。
本文综述了乳腺生物反应器的原理，研究进展与应用。
关键词：乳腺生物反应器；研究进展；应用1乳腺生物反应器的原理乳腺生物反应器(mammary gland bioreactor)技术是指利用乳腺特异表达的乳蛋白基因的调控序列构建表达载体，制作转基因动物，指导外源基因在动物乳腺中特异性、高效率地表达，以期从转基因动物乳汁中源源不断地获得外源活性蛋白。
乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术，将目的基因转移到尚处于原核阶段(或1～2细胞的受精卵)的动物胚胎中，经胚胎移植得到转基因乳腺表达的个体。
外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区，即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列，这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列控制之下，使其在乳腺中表达，再通过回收乳汁获得具有生物活性的目的蛋白。
2研究现状2.1国外进展GordonL[l] 等将重组DNA 采用显微注射方法导人小鼠受精卵，首次获得了带有外源基因的转基因小鼠。
Palmiter等[2]将大鼠生长激素基因显微注射到小鼠的受精卵中，获得比普通小鼠大得多的“硕鼠”，并提出可以从转基因动物中提纯有价值的药用蛋白。
此后，国外在此项技术上不断取得新的进展。
荷兰的Phraming公司[3]培育出含人乳铁蛋白的转基因牛，每升牛奶中含有人乳铁蛋白1 g。
英国爱丁堡制药公司[4]已培育成功含a一1一抗胰蛋白酶(AA T)的转基因羊，每升羊奶中会有此种蛋白30 g。
V elander W H 等L3 报导用转基因猪生产人蛋白C的量为1 g／L。
生物技术通报BIOTECHNOLOGYBULLETIN2009年增刊·技术与方法·1前言蛋白质在人类个体的生长发育与健康生活方面扮演着及其重要的角色。
所有人的绝大部分蛋白质水平几乎是相同的,估计约有0.2%的调节蛋白质可能有差别。
这几十个调节蛋白质在人的生命活动中起着重要的作用,对人的神经系统、血液循环系统、消化代谢系统、免疫系统等的正常活动发生重要的影响。
这些调节蛋白质由于遗传、环境或年龄等因素引起基因突变、缺失、或表达不正常,就会导致人类疾病。
因此这些蛋白质成了治疗这类治病的不可缺少的药物。
然而,这些天然蛋白质往往含量极低,提取极其困难,价格非常昂贵,令人望而生畏。
例如,美国红十字会两年前公布的用于治疗血友病的蛋白药物Factor VIII (F8)[1]价值每克为收稿日期:2009-02-26作者简介:吴应积(1946-),男,内蒙古大学哺乳动物生殖生物学及生物技术教育部重点实验室特聘教授,研究方向:精原干细胞基因工程;E-Mail :wuyj1211@药用蛋白质乳腺生物反应器的制作技术及新方法进展吴应积张学明杨东山罗奋华旭日干（内蒙古大学哺乳动物生殖生物学及生物技术教育部重点实验室，呼和浩特010021）摘要：用乳腺生物反应器生产人类珍稀的药用蛋白已经构成了现代生物技术的一个重要领域。
与其他的生物工程方法比起来，用乳腺生物反应器生产人类珍稀的药用蛋白具有更多的优点。
这一生物技术的实际应用依赖于基因的时空表达调控操作和可靠的转基因动物制作方法。
综述了这一技术的优点，概括描述了了乳腺生物反应器表达载体的构建方法，及转基因动物的制作方法。
讨论了这些方法的优缺点及技术改进的发展方向，特别是介绍了最近出现的、有研究和应用价值的用精原干细胞制作转基因动物的方法。
关键词：乳腺生物反应器载体构建转基因技术Progress in Technologies and Novel Approach for PreparingMammary Gland Bioreactors ProducedPharmaceutical ProteinsWu YingJi Zhang Xueming Yang Dongshan Luo Fenhua Xu Rigan（Key Laboratory of China Education Ministry for Research of Mammal Reproductive Biology and Biotechnology Inner MongoliaUniversity,Hohhot 010021）Abstract ：Production of pharmaceutically human valuable proteins using mammary gland bioreactors constitutes an important field of modern pare with other bioengineering technologies,using mammary gland bioreactor to produce the proteins possess more advantages.The practical applications of the biotechnology depend on regulation of the developmental stage and tissue specific gene expression and reliable techniques to prepare transgenic animals.In the present review,the advantages of this technology are described;the methods for constructing the expression vectors of mammary gland bioreactors and for creating transgenic animals are outlined.The strongpoint and shortcoming as well as the progress orientation of each method are discussed.Especially,newest emerged technology for creating transgenic animals by using spermatogonial transplantation,which is valuable in research and application,are introduced.Key words ：Mammary gland Bioreactor Vector construction Cransgenic technology2009年增刊吴应积等:药用蛋白质乳腺生物反应器的制作技术及新方法进展2,900,000美元,这也许是地球上最贵的物品。
乳腺⽣物反应器技术与前景乳腺⽣物反应器技术与前景前⾔：暑期讲座班上听了唐克轩教授对于⽣物反应器的介绍后，本⼈对乳腺反应器有了很⼤兴趣。
于是假期整理了关于乳腺反应器的相关资料，作为学习报告。
摘要:报告分析了乳腺⽣物反应器的发展背景、研究概况；从定义、原理、建⽴乳腺反应器的基本⽅法⽅⾯详细的讲解了相关知识；从现在应⽤的相关⽣物⼯程技术⼊⼿，分析了各种⽅法的可借鉴优点以及存在的不⾜，并且提出了可以解决的办法；展望将来乳腺⽣物反应器的科研前景。
关键词：乳腺⽣物反应器；⽣物⼯程；转基因技术1国际国内背景1.1 ⽣物⼯程发展在新技术⾰命的影响下，传统的化学药物模式正在为⽣理药学模式逐步替代，预⽰着医药⼯业体系的划时代变⾰。
在⽣物⼯程药物的⽣产中，基因⼯程技术的运⽤显⽰出了其⽆与伦⽐的优越性：基因⼯程技术能明显提⾼⽣化药物的⽣产效率；基因⼯程提供了⼤规模制取传统技术难以制备的⼈体内活性物质的技术；基因⼯程药物对过去难以治疗的⼀些病症有特殊效果。
基因⼯程药物⼀般毒副作⽤较⼩。
1.2 乳腺⽣物反应器的研究概况1980年Gordon ⽤显微注射法将外源胸苷激酶基因转⼊⼩⿏基因组,⾸开转基因⼩⿏之先河。
1982年,Ｐalmiter 等成功地获得了转⼈⽣长激素的“硕⿏”轰动了整个⽣命科学领域。
1987年Ｇordon 将⼈组织纤溶酶原激活剂(t-PA)cDNA与⼩⿏乳清酸蛋⽩(WAP)基因启动区构建融合表达结构,⾸建乳腺⽣物反应器⼩⿏模型。
1991年Wright等在⽺的乳腺中表达了⼈抗胰蛋⽩酶基因，且其含量⾼达35g/L。
此后，转基因动物乳腺⽣物反应器的研究进⼀步深⼊，相继获得了多种珍贵蛋⽩，⼈α1-抗胰蛋⽩酶、⼈尿激酶、⼈凝⾎因⼦Ⅸ等诸多重要蛋⽩在转基因动物中业已获得有效表达,显⽰出乳腺⽣物反应器美好的应有前景。
2 乳腺⽣物反应器2.1 乳腺⽣物反应器定义及特点动物乳腺⽣物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导⼊动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利⽤动物乳腺天然、⾼效合成并分泌蛋⽩的能⼒，在动物的乳汁中⽣产⼀些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
动物乳腺生物反应器研究进展摘要介绍了动物乳腺生物反应器的概念,综述了动物乳腺生物反应器及其载体的发展现状,以为动物乳腺生物反应器进一步研究提供借鉴。
关键词动物乳腺生物反应器;表达载体;发展现状1动物乳腺生物反应器的概念动物乳腺生物反应器(Mammary gland bioreactor)属于转基因动物范畴,其原理是通过转基因技术,将乳腺组织特异性启动子驱动的外源基因,在动物乳腺组织高效表达,通过乳汁分泌到体外,该方式不会对动物自身机体造成损害,通过回收乳汁就可以提取有重要价值的生物活性蛋白。
通常情况下,这种外源蛋白的特异性表达方式更安全、可靠。
2动物乳腺生物反应器表达载体的发展外源基因在动物乳腺中高效表达有2个前提:一是选用的调控元件要能指导目的基因在乳腺中高效、特异性表达,并且表达产物能分泌到乳汁中;二是整合到动物染色体基因组中的表达载体要处于开放和活跃转录状态,而这2个前提都归结于表达载体的成功构建[1]。
2.1基于普通质粒的表达载体哺乳动物的染色体是由许多独立、分散的区域组成,区域内含有单个或多个转录单元,包括调控基因表达的所有控制元件。
乳蛋白基因以独立区域的形式存在于染色体上。
对乳蛋白区域进行调控的一些重要控制元件可分为三类:①调控基因转录的元件,包括启动子、增强子和激素应答元件。
乳蛋白的启动子和增强子在大多数情况下位于转录起始位点数百个碱基处的5’侧翼区,有时可远至10kb。
乳蛋白激素应答区的表达受催乳素、胰岛素、糖皮质激素及细胞间质的诱导。
②具有使染色体变构和开放功能的元件,有位点控制区和核基质黏附区,主要用于对抗位点效应。
位点控制区位于5’远端,是大区域的DNaseI高敏区。
位点控制区包括多个DNaseI高敏区,各个高敏区与其反式因子结合成一个单元,然后对启动子复合物起作用。
因此,一般认为位点控制区具有增强子和绝缘子的双重功效[2]。
核基质黏附区也起到绝缘子的作用,并且还具有转录增强活性,多数位于区域的两端,可以把区域拴在核基质上。
浅谈哺乳动物乳腺生物反应器的研究现状及应用摘要：应用生产乳腺生物反应器可以获得高效、安全、足量的人类重组蛋白、药用蛋白及其目的蛋白为人类社会作出积极的贡献。
本文在述乳腺生物反应器概念的基础上，介绍了乳腺生物反应器的原理及其应用，指出乳房生物反应器优缺点、存在的问题并展望了乳腺生物反应器前景。
关键词：哺乳动物; 乳腺生物反应器; 应用自从1987年Gordon等报道以转基因小鼠的乳汁表达分泌人组织纤维酶原激活剂(tPA)以来。
转基因动物的研究进入了一个新的发展时期, 成为生物技术研究中最具活力和产业化前景的热点研究领域。
目前,研究对象已从家畜及试验动物扩展到了人;研究内容也从动物的育种扩展到生产药用珍稀蛋白[l, 2〕。
其中以乳腺生物反应器生产有生物活性的多肤产品,是一种全新的生产模式,具有生物活性稳定、成本低、质量高、生产周期短、经济效益高等优点。
本文就动物乳腺生物反应器的操作流程、应用、优点、存在的问题及其国内外研究进展和产业化现状作一综述。
1.动物乳腺生物反应器及其原理动物乳腺生物反应器技术是指利用动物乳腺特异性表达的启动子元件构建转基因动物, 指导外源基因在乳腺中表达, 并从转基因动物的乳中获取重组蛋白。
由于这一特异表达方式安全、可靠, 且不对家畜造成伤害, 因此转基因动物最理想的表达部位和表达场所以乳腺最佳。
目前已成功的在绵羊、山羊乳腺中表达了人凝血因子IX、a ,抗胰蛋白酶和人尿激酶等。
动物乳腺生物反应器技术是指利用动物乳腺特异性表达的启动子元件构建转基因动物,指导外源基因在乳腺中表达, 并从转基因动物的乳中获取重组蛋白。
由于这一特异表达方式安全、可靠, 且不对家畜造成伤害,因此转基因动物最理想的表达部位和表达场所以乳腺最佳。
目前已成功的在绵羊、山羊乳腺中表达了人凝血因子IX、a , 抗胰蛋白酶和人尿激酶等。
泌生产目的产品进人乳中。
乳腺生物反应器成功的关键在于乳腺组织特异性表达载体构建的合理性和有效性, 这包括外源基因在活体动物乳叶中分泌表达, 表迭是否具消组织特异性, 表达水平及其蛋白是否具有全部的生物学活性目前, 国外一般采用各乳球蛋白(BLG)、酸性乳清蛋白(wAP)、俘一酪蛋白的启动子及部分内含子进行乳腺特异性表达的调控;采用基因组DNA或小基因替代cDNA,以提高基因表达水平;采用YAC 携带大容量的外源基因和侧翼顺序,消除基因的位置效应图。
