遗传修饰动物模型 ppt课件

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《动物基因工程》课件

基因工程可以帮助提高动物的抗病性和生产效率，促进农业可持续发展。
动物基因工程面临的挑战
技术难度
动物基因工程涉及到复杂的生物学和遗传学知识，技术难度较大。
伦理和法律问题
动物基因工程涉及到伦理和法律问题，需要制定相应的法规和伦理规范。
社会接受度
动物基因工程需要得到社会的广泛接受和支持，需要加强宣传和教育。
增强农业生产力
动物基因工程可以提高农业生产效率，保障粮食安全。
THANKS
感谢观看
生态平衡维护
基因工程动物释放到环境中可能对生态平衡产生影响，引发伦理考量。
基因歧视
基因工程动物可能引发对某些人群的基因歧视，需要关注平等和公正的伦理原则。
国际动物基因工程法规
《关于转基因生物安全性的准则》
联合国粮食及农业组织与世界卫生组织共同制定的国际法规，旨在确保转基因生物的安全使用和释放。
常见的基因修饰动物包括基因敲入动物、基因敲除与敲入相结合的动物、条件性基因敲除动物等。
基因修饰动物制备过程中需要关注基因修饰位点的选择、修饰效率、表型变化等多个因素，以确保基因修饰动物的制备成功和实验效果。
04
动物基因工程伦理与法规
动物基因工程伦理问题
动物权益保护
基因工程对动物福利的影响，如疼痛、疾病和死亡在实验过程中所涉及的伦理问题。
福利。
动物基因表达调控
1 2
基因表达调控机制
包括转录水平调控、转录后水平调控和翻译水平调控等。
调控方式
包括DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA调节等。
3
调控的意义
通过调控基因表达，可以影响动物的生长发育、生理功能和行为表现等。

分子生物学课件-基因打靶和遗传修饰动物模型

1. Vector construction
Neomycin belongs to aminoglycoside class of antibiotics that contain two or more aminosugars connected by glycosidic bonds.
1. Vector construction
The BIG Breakthroughs
到1987年，T。
到目前為止，運用基因同源重組、非同源末端連接（non- homologous end-joining, NHEJ）或同源指導修復（homology-directed repair, HDR ）進行基因敲除（替換）依然是構建基因敲除（遺傳修飾）動物模型中最普遍的使用方法。
Non-homologous DNA Flanked by Homologous DNA
a
b
c
d
a'
b'
c'
d'
a
b'
c'
d'
3. Homologous recombination
❖Cre/loxP System or Cre-Lox recombination
Cre (Causes Recombination) ; loxP (locus of crossing (x) over, P1)
- results in: - endogenous DNA replaced with exogenous - specific - targeted - copy number = 1
3. Homologous recombination

动物分子遗传育种学(第1章)PPT课件

辅助选择育种
利用分子标记技术，对个体的遗传特性进行快速、准确的鉴定，进而选择具有优良性状的个体进行繁殖和育种。
05
动物分子遗传育种的应用
动物生产性能的改良
01
02
03
生长速度和肉质
通过分子遗传育种技术，可以改良动物的生长速度和肉质，提高养殖效益。
饲料转化率
通过基因编辑技术，可以改良动物的消化系统，提高饲料转化率，降低养殖成本。
繁殖性能
通过基因编辑技术，可以改良动物的繁殖性能，提高繁殖率，加速品种改良。
动物抗病性的提高
抗病基因的筛选
通过基因组学和生物信息学技术，可以筛选出抗病基因，提高动物的抗病性。
免疫系统的优化
通过基因编辑技术，可以优化动物的免疫系统，提高动物对疾病的抵抗力。
抗病表型的鉴定
通过表型组学技术，可以鉴定出抗病表型，为抗病育种提供依据。
基因表达与调控
转录
转录是指以DNA为模板合成RNA 的过程，是基因表达的第一步。
翻译
翻译是指以RNA为模板合成蛋白质的过程，是基因表达的第二步。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰等，这些机制可影响基因的表达水平。
03
动物育种学基础
动物育种的目标与方法
智能化育种
随着基因组编辑技术的不断进步，动物分子遗传育种将更加精准高效，能够实现特定性状的快速改良。
借助大数据和人工智能技术，实现育种过程的智能化，提高育种效率和准确性。
生物信息学应用
生态友好型育种
利用生物信息学手段，解析动物基因组结构和功能，为育种提供更加全面的理论支持。
注重生态环境的保护，发展环境友好型的育种方法和技术，降低对环境的负面影响。

第十一章遗传工程动物模型

2010-9-1 2
模式动物
在过去一个世纪的研究中，小鼠的基因组改在过去一个世纪的研究中，造技术成熟，造技术成熟，且生理生化和发育过程和人类相似，基因组和人类99 同源， 99％相似，基因组和人类99％同源，所以人类疾病的小鼠模型基本上可以真实模拟人类疾病的发病过程及对药物的反应；的发病过程及对药物的反应；小鼠作为遗传学研究材料的另一优势还在于其基因组计划已基本完成。已基本完成。遗传工程小鼠模型是基因功能、人类疾病发遗传工程小鼠模型是基因功能、病机制及新药研究开发的最重要的模式生物之一。之一。
2010-9-1
5
显微注射转基因动物
在建立遗传工程模型的众多方法中,显微注射法在建立遗传工程模型的众多方法中, 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 1980--1981年产生转基因动物自1980--1981年产生后，迅速发展。转基因动物自1980--1981年产生后迅速发展。它克服了物种之间的生殖隔离，它克服了物种之间的生殖隔离，实现了动物物种之间遗传物质的交换和重组，之间遗传物质的交换和重组，这不仅为遗传物质的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库，的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库，也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、农业及生物学领域。农业及生物学领域。
2010-9-1
4
遗传工程动物模型
目前获得遗传工程动物模型的技术手段：目前获得遗传工程动物模型的技术手段：显微注射转基因技术——将外源性基因或DNA片将外源性基因或DNA 1. 显微注射转基因技术将外源性基因或DNA片段插入动物基因组获得转基因动物的方法。段插入动物基因组获得转基因动物的方法。基因定位突变技术——包括基因剔除、基因插包括基因剔除、 2. 基因定位突变技术包括基因剔除入和其他一些操作。入和其他一些操作。化学或放射诱变技术——造成DNA序列碱基改变造成DNA 3. 化学或放射诱变技术造成DNA序列碱基改变并可通过复制而遗传的化学或物理方法。并可通过复制而遗传的化学或物理方法。

动物模型 PPT课件

三、呼吸系统疾病动物模型 1.慢性支管炎动物模型：大鼠、豚鼠和猴吸入刺激性气体（二氧化碳、氯、氨气）
猪粘膜下腺体与人类很相似，是复制人慢性支气管炎合适的动物 2.哮喘动物模型豚鼠腹腔注射百日咳疫苗，吸入5％卵蛋白溶液
3.肺气肿动物模型
兔静脉注射木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、败血酶、胰蛋白酶等。
四、心血管系统疾病动物模型 1.动脉粥样硬化田鼠、地鼠不能用于制备动脉粥样硬化动物模型兔：高胆固醇饲料喂养鸡：胆固醇、猪油小鼠：胆固醇、猪油 2.高血压动物模型
诱发性动物疾病模型：是指通过使用物理、化
学、生物等致病手段，人为地造成动物组织、
器官或全身形成人类疾病动物模型，即人为地
诱发动物产生类似人类疾病模型。
自发性动物模型：指不加任何人工诱发，在自然条件下动物自然产生的疾病，或者由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物疾病模型。其中包括近交系的肿瘤疾病模型和突变系的遗传性疾病模型。突变系的遗传性疾病很多，可分为代谢性疾病、分子性疾病、特
验条件易于控制等。
（四）常见肿瘤的动物模型 1.肺癌
（1）二乙基亚硝胺（DEN）诱发小鼠肺癌模型：每周皮
皮下注射1％DEN水溶液一次。观察时间为100d左右。其发生率约40％。若将DEN总剂量增到1176mg时，半年诱发率可达90％以上。（2）乌拉坦诱发肺多发性肿瘤模型：腹腔注射10％乌拉
坦生理盐水液0.1ml～0.3ml，间隔3～5d，共注射2～3个
一、肿瘤动物模型
自发性肿瘤动物模型
诱发性肿瘤动物模型移植性肿瘤动物模型
(一）自发性肿瘤动物模型：实验动物未经任何有意识的人工处置，在自然情况下发生肿瘤所形成的模型。多来自于近交系动物。

动物模型ppt课件

按中医药体系分
中医证候动物模型：阴虚、阳虚、气虚、血虚、脾虚、肾虚动物模型，厥脱症动物模型
根据中药理论：解表药动物模型、清热药动物模型、泻下药动物模型…
（一）相似性（二）重复性（三）可靠性（四）适用性和可控性（五）易行性和经济性
（一）遗传性疾病裸鼠、癫痫小鼠、高血压大鼠、青光眼兔（二）近交系自发性肿瘤乳腺肿瘤：C3H 淋巴瘤：AKR
肿瘤移植瘤模型在肿瘤基础研究中的意义添加人为因子（致突变剂，癌基因，药物等）观察肿瘤病因
及机理和治疗。建立肿瘤细胞株：提供大量肿瘤组织供分析。
肿瘤移植瘤模型在临床肿瘤学中的意义诊断和预后：建立平行模型，明确诊断和跟踪预后。个体化疗有效试验：对于晚期和复发肿瘤有重要意义。药物有效的标准：1.肿瘤不生长；2.肿瘤生长缓慢；3.肿瘤
1.自发性动物模型 2.诱发性性动物模型 3.抗疾病型模型 4.生物医学动物模型
是是指指实研验究动者物通未过经使任用何物有理意的识、的化人学工的处、置生，物在的自和然复情合况的下致所病发因生素的作疾用是病指于。特动或定物由的，于疾造给病成予动突物变组的织、不异会器常在官表某或现种全通动身过物一遗定传的育损种害，身手上是出段发指现保生利某留。用些下健类来康似的动人动物类物的疾模病型生时物的血功特能征、来代提谢供或与毒使人动类物疾患病相相应似的的传表染现病。的疾病模型。
和纯系BALB/C，C3H，C57BL/6小鼠交配，不断选育，获得了三种近交系鼠（Inbred Nude Mice）新种。裸鼠自发现以来，广泛应用于肿瘤学、免疫学和病毒学等多个学科的研究。
（1）一般特点
纯合子突变裸鼠（nu/nu）主要表现为无毛以及胸腺缺陷。杂合子小鼠（nu/+）各方面表现正常。

遗传工程动物 (2)ppt课件

显微注射法制备转基因动物
显微注射法的优缺点
优点： •方法经典，简便、可靠缺点： •显微注射的整合率低，只有5%。 •只能加入基因，不能剔除或原位修饰。 •整合是随机的，由于插入位点的关系，转基因表达有不确定性，有的高，有的低。 •由于是随机整合，可能破坏重要的内源性DNA序列或激活细胞的致癌基因。 •用原核显微注射产生的转基因动物常常是嵌合体，即并不是所有细胞都整合有外源基因。 •不能在胚胎早期确定性别。
Protein
2. 编码RNA：DNA
rRNA & tRNA
3. 调控序列
• 基因组（Genome）：储存有生物体内全部遗传信息的全套染色体，称之为基因组。
• 外源基因（Foreign gene or Transgene）：外来的、非自身基因成分。
• 基因型：生物所具有的基因成分，叫基因型（Genotype)
• 表现型：生物所显示的遗传性状，叫表现型（Phenotype)
• 纯合子：一对等位基因彼此相同，叫纯合子（Homozygote)
• 杂合子：一对等位基因彼此不同，叫杂合子（Heterozygote)
• 半合子：一条染色体上增加了一个外源基因，叫半合子（Semizygote)
• 外源基因构件（construct）:将外源基因片段通过分子生物学的方法组合起来，以达到设计的目的。这种重组的DNA片段称为外源基因构件。
（二）步骤
1.制备外源目的基因构件
•外源基因构件必须包括：启动子、外源基因编码区、 Poly A（终止）信号
•启动子的组织特异性决定了外源基因表达的时空特异性：
启动子 CMV WAP β-Lactoglobulin Albumin enhancer α myosin heavy chain

高中生物《遗传的分子生物模型》PPT课件

DNA半不连续的复制
半保留复制的机制视频
评价应用
D 3.下列有关图示生理过程的描述，错误的是（）
A. 甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成 B. 甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛β细胞核内进行 C. 图乙表示翻译，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时间内合成多条肽链 D. 图甲表示DNA的复制，通过增加复制起始点，细胞可在短时间内复制出大量的DNA
• 评价应用：
假说演绎法：探究DNA复制过程
原理：放射性同位素15N标记大肠杆菌的全部DNA，然后
转入14NHCl为唯一氮源的培养液中培养，分别取不同亲分代裂：次数的细菌，并分离DNA做密度梯度超速离心和分析重。带
活动1：运用假说演绎法探究DNA复制过程，说出DNA分子复制的方式。
1、提出问题学 2、做出假设案 3、演绎推理
应用：聚合酶链式反应（PCR）
• 原理：根据生物体DNA的复制原理在体外合成DNA。PCR需要 DNA单链模板，引物、TaqDNA聚合酶、dNTP以及缓冲体系。通过三个步骤（变性、退火、延伸）的循环实现目的基因的扩增。
• 活动3：模拟PCR实验模型
思考 1、引物的设计选择（引物1、引物2） 2、模拟PCR的循环，如何获得目的基因片段？
1.DNA 双螺旋结构模型 2.DNA半保留复制模型 3.细胞分裂的模型
4.转录的模型 5.翻译的模型
活动3思：考模：拟DD能子NN催AA链化聚新d的合链N形酶从TP不头成加能合入过催成核程化，苷只酸
1、DNA链聚的3合'-O酶H的末移端。动因方而向复？ 2、 DN制A之聚初合需酶要催一化段R的N反A引应（比较D物N的A3’连- O接H酶端为）起？点， 3、两条合子成链5’的→3合’方成向方的式新？链。

动物模型的建立与应用1动物模型概述 ppt课件

临床上对外伤、中毒等研究不可能在人体重复进行，科学数据绝不能通过使人遭受损害而获得和收集。难于研究发病率低、潜伏期长和病程长的疾病。人类本身的疾病十分复杂，病人的年龄、性别、体质、遗传、甚至是社会因素都对疾病的发生发展产生影响。采集样品、组织标本十分困难。新的治疗药物的发现、研制；新的治疗手段的测试。
生物医学研究的“诱发性动物模型” ：1865年，法国生理学家克劳德·伯纳德（Claude Bernard）出版：医学实验研究指南（Introduction to Study of Experimental Medicine）。开始提出动物实验研究的一些原则和标准，并引领了应用化学和物理的方法诱发动物疾病模型的研究。
建立人类疾病的动物模型，就可以将那些在人身上无法进行的试验在动物身上实现，进而再推用到人类，从而推动了医学的发展。动物模型对医学的发展起着无可非议的推动作用，这可追溯到血液循环机理的阐明、麻醉药物的运用，以及细菌、病毒的首次发现。近代医学中，单克隆抗体的制备、器官移植的成功、“试管婴儿”的诞生等等，都是首先从动物模型起步的。
“疾病的微生物学说”：法国的路易斯·巴斯德和德国的罗伯特·科赫向医学领域引入了特异性的概念和“疾病的微生物学说” ，进一步建立和推广了动物实验研究和应用。科赫对霍乱和结核的研究进一步促进了“动物模型”在感染性疾病的应用。
动物模型的重要性
人类疾病的发生、发展是十分错综复杂的，以人本身为实验对象而进行临床研究束服了医学的发展，因为有些临床试验，在时间和空间上存在着局限性，而有些试验在道义上和方法学上行不同。
“动物模型”最常用于模拟人类。研究的焦点不是所用动物的情况，而是这一动物生理学表现针对我们人类或其他动物种类的类推。因此，在这种情况下称“人类模型”将会更正确。“实验动物科学”和“动物实验” 所涉略的人类确实比任何其他“动物”种类多得多。 “动物模型”最常用于疾病研究。动物模型可用来模拟生物学、行为学或病理学过程，但是，大多数实验动物模型开发和应用于研究人类异常状态的诱因、机制和治疗。

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• 5、转基因家畜的产生转基因家兔、绵羊和
猪(Hammer等，1985)、牛(Bondioli等，
1988)和山羊(Ebert等，1991)等相继出世。
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遗传修饰动物模型
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遗传修饰动物模型
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遗传修饰动物模型
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6、利用转基因生产重组蛋白
1987年，Simons等在转基因小鼠的乳汁中得到绵羊的 β-球蛋白，1988年，该研究小组又从转基因绵羊的乳汁中得到了α-抗胰蛋白酶。目前，已有数十种蛋白实现了转基因生产。
7、转YAC的转基因小鼠
近10年内，陆续出现用全长酵母人工染色体（YAC） DNA来产生转基因小鼠。
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遗传修饰动物模型
• 3、第一例显微注射法产生转基因小鼠
• 1980年，Gordn等把SV40DNA显微注射到小鼠受精卵的原核中，获得了两只转基因小鼠，创建了显微注射转基因方法。
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遗传修饰动物模型
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• 4、“超级鼠” 1982年，Palmiter和 Brinster用此方法把大鼠的生长激素基因导入小鼠受精卵，获得了成年体重是对照组小鼠2倍的“超级鼠”，首先证明外源基因可在受体中表达，并且表达产物具有生物活性。
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• （2）利用转基因动物制药：
• 生物反应器重组蛋白药物 • 欧洲医药评价署人用医药产品委员会 2006年6月2日首次
批准了用转基因山羊奶研制而成的抗血栓药物Atryn（抗
凝血酶）上市
• 目前世界上还有利用转基因绵羊、牛和兔乳腺生物反应器生产的人α-抗胰蛋白酶（抗蛋白酶缺乏肺气肿药物）、重组组织血纤维蛋白溶酶原激活剂（抗栓药）和人C1抑制剂（治疗血管神经性水肿的药物）等重组蛋白药物也已经完成或进入临床Ⅲ期试验，特别是治疗性抗体药物，发展潜力更大。
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遗传修饰动物模型
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• 1、第一例嵌合体小鼠
• 1974年最早把猿猴病毒40(SV40)注入小鼠囊胚腔中得到部分组织中含有SV40DNA的嵌合体小鼠。但无任何表型改变。
• 2、第一个转基因小鼠系
• 1976年建立了世界上第一个转基因小鼠系，这些小鼠基因组中插人了莫氏白血病病毒基因。他们是运用反转录病毒与小鼠卵裂球共培养把外源DNA插入到小鼠的基因组中。
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遗传修饰动物模型
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
• 转基因技术是在基因工程和胚胎工程的基础上发展起来的
• 1961年，Tarkowski等将小鼠卵裂期不同品系的胚胎细胞融合后，形成了嵌合体小鼠；
• 1974年，Jaenisch和Mintz将SV40DNA注射入小鼠囊胚中，在小鼠的体细胞检测到病毒 DNA序列；
部分组织中整合有外源基因的动物。
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因的三个层次：细菌转基因离体真核细胞转基因生物转基因
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遗传修饰动物模型
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)是指在医学研究中，在动物身上建立，或形成类似人类疾病动物。通过动物模型直接，或间接反映疾病的发生和发展过程，在了解疾病的基础上开创和改进、优化疾病的治疗。
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• 2010年，FDA批准转基因鲑鱼
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遗传修饰动物模型
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因动物的意义：
基因的整体功能的阐明只有在活体内通过整体动物的研究才能达到；
转基因动物是生物医学研究、新药开发、毒理学、安全性评价的重要工具。
转基因动物用途：
（l）疾病型转基因动物；（2）利用转基因动物制药；（3）动物改良型；（4）基础生物学研究
• 1980年，Gordon首次将重组的DNA注射到小鼠体细胞中；
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
1982年，Palmiter将金属巯基(MTI)基因启动子控制的大鼠生长激素基因转入侏儒小鼠的受精卵，得到的7只转基因鼠中，有6 只生长明显加快，体重远大于正常对照，被称为“超级小鼠”(Supermice)。 82年以后，转基因技术得到了大力的推广和研究，至今已制备出小鼠、大鼠、鸡、兔、猪、羊、鱼等转基因品系。
• 猪：凝血因子Ⅸ、蛋白C、纤维蛋白原、血红蛋白。
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第二节研制转基因动物的基本步骤
1.转基因载体的构建
2.将外源基因引入受体胚胎
3.通过胚胎移植和基因型鉴定获得携带外源基因的转基因动物
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遗传修饰动物模型
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• （l）疾病型转基因动物
• 替代： – 避免了人体实验造成的风险和伦理问题。 –潜伏期长，病程长和发病率低的疾病
• 可控： – 品系，感染病原体 – 实验环境
• 方便： – 样品收集 – 结果分析容易（统计）；
• 人畜共患病比较，研究疾病机理
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第十三章
遗传修饰动物模型
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遗传修饰动物模型
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第一节转基因动物的概念及其发展简史
转基因动物(transgenic animal)：是指基因组中整合有外源基因、外源基因能够表达并按孟德尔定律遗传的一类动物。转基因(transgene)：将外源基因整合入动物基因组中的操作。嵌合体动物(chimera)：
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• 东北农业大学－国内首例绿色荧光蛋白“转基因” 克隆猪
• 绿色荧光蛋白－猪胎儿成纤维细胞－克隆
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• 1987年，世界上第一只商业化转基因绵羊在英国著名的罗斯林研究所诞生。转基因母羊的乳汁中可以分泌α-抗胰蛋白酶。
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遗传修饰动物模型
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遗传修饰动物模型
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• 目前已在下列动物的乳汁中生产出一些人类蛋白质药物：
• 牛：抗凝血酶、纤维蛋白原、人血清白蛋白、胶原蛋白、乳铁蛋白、糖基转移酶、蛋白C等；
• 山羊：抗凝血酶原、抗胰蛋白酶、血清白蛋白、组织纤溶原激活因子、单克隆抗体等；
• 绵羊：抗胰蛋白酶、凝血因子Ⅸ、蛋白C；