猪生物医学模型研究进展

猪与人不仅在体重、生理特点、器官形成和疾病的发生方面都有高度的相似性,而且二者在基因组序列和染色体结构上有很高的同源性,所以猪已被作为人类研究中最主要的哺乳动物模型.目前,小型猪已被广泛应用于皮肤烧伤、肿瘤、免疫学、心血管病、糖尿病、畸形学和产期生物学、牙科、药理学等多方面的模式研究,以及对黑色素瘤和感染性疾病的基因组学研究中.在控制猪繁殖与呼吸系统综合征发生中的一些可行的基因组学方法,将为人类相似的病毒感染性疾病研究提供重要的参考.     

鸡基因组在生物学与农业和医学中的潜在利用

鸡的基因组序列含有大约10亿多碱基对（bp）、20000-23000个基因,这个基因组的很多特性使鸡在生物发生和进化研究中成为了一个理想的生物有机体。鸡基因组的独特结构和鸡基因组序列草图的独特特征为认识脊椎动物进化提供了一个透视的视角,使鸡成为了一个研究生物学的理想生物模型,它们将提高科学对禽类生物学、发育生物学、基础生物科学及医学的认识。运用鸡作为一个全球蛋白质营养源的生物模型和对疾病治疗研究的生物医学模型具有明显的优势,因此,鸡基因组的排序、基因组学工具在生物研究中的利用以及现代选择性育种方案发展的快速进展将会促进鸡基因组在农业和医学中的必然利用。该文将综述鸡基因组的简要独特结构、禽类进化的相关性与在农业与医学中的潜在利用。     

模型猪应用于人类肥胖研究的可行性

肥胖会引起机体代谢不正常进而引发一系列代谢综合疾病。目前肥胖的潜在分子机理和生物分子机制研究进展比较缓慢,其中的一个重要瓶颈就是动物模型的选择。为探索模型猪应用于人类肥胖研究的可行性,从基因组进化和生理学上分析了模型猪应用于人类肥胖研究的优势,提出了啮齿类动物模型的局限性,概述了模型猪用于人类肥胖研究的进展。猪的基因组与人类的相似度约为60%,代谢系统模式与人类也十分相似,且在消化生理机能、饮食习惯、器官大小和脂肪组织分布上具有高度的相似性,相比常用的啮齿类动物模型,模型猪具有更高的人类肥胖研究优势,且已有很多利用模型猪开展人类肥胖疾病预防和治疗的研究并取得了一定进展,因此模型猪将会是人类肥胖疾病研究的一个可靠选择。本文为人类肥胖研究的模型动物选择提供了更多思路。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒感染与免疫过程中猪细胞因子的应答及意义

猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)是猪的一种严重的传染性疾病,其长年流行给养猪业造成重大经济损失。接种弱毒疫苗或灭活疫苗是控制PRRS的首选策略,但在现有技术水平下,由于疫苗毒株存在免疫抑制等因素,预防效果不理想。因而,深入研究PRRSV感染和/或接种疫苗后的免疫学应答机理是研究开发新型高效疫苗的必然基础。作者回顾性地综述感染PRRSV或接种PRRSV疫苗后宿主产生细胞因子的动态规律,探讨猪体防御PRRS的机制及开发新型高效疫苗的新思路。     

高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒RT-PCR鉴别诊断方法的建立

2006年5月以来,我国部分猪场暴发了一种以高热、高发病率和高死亡率为特征的传染性疾病,经病原分离及分子流行病学分析证明是由一种带有nsp2部分缺失的、对猪呈高致病性的猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)引起的。本实验参考GenBank发表的以及本实验室分离鉴定的PRRSV的nsp2基因序列,在nsp2缺失区的两端的保守区设计并合成了一对引物,建立了一种PRRSV的RT-PCR检测方法。该方法扩增高致病性PRRSV基因组时可获得230bp的片段,扩增经典型PRRSV时则获得320bp的片段,根据RT-PCR产物大小可将二者区分开来。通过大量临床病料的检测,并配合PCR产物测序验证,结果表明该方法简便、快速、特异,可以鉴别高致病性PRRSV,为进一步的PRRS流行病学研究提供了重要的技术手段。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒重组M蛋白间接ELISA抗体检测方法的建立及应用

为建立一种敏感、特异、快速、高通量的猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)抗体血清学检测方法,本研究利用原核表达技术表达了PRRSV M蛋白,将纯化后的重组M蛋白作为包被抗原建立了检测PRRSV抗体的间接ELISA方法。参照已发表的PRRSV基因组M基因序列,设计合成1对特异性引物,RT-PCR扩增了长约435 bp的M基因片段,将目的片段亚克隆至pET32a(+)表达载体中,经IPTG诱导获得了以包涵体形式表达的重组M蛋白,重组蛋白纯化后,免疫印迹检测结果表明具有良好的抗原性和特异性。以重组M纯化蛋白为包被抗原,经间接ELISA反应条件的优化,建立了检测PRRSV抗体的间接ELISA方法,该方法检测猪瘟病毒(CSFV)、猪细小病毒(PPV)、猪乙型脑炎病毒(JEV)、猪伪狂犬病病毒(PRV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、猪圆环病毒2型(PCV2)其他6种常见猪病病原的阳性血清均为阴性;该方法批内与批间重复性试验的变异系数分别小于5%和10%;该方法与商品化ELISA试剂盒的符合率为95.3%。本研究建立的M-ELISA检测方法将为猪群免疫PRRS疫苗后抗体水平监测及PRRSV野毒感染的快速诊断与流行病学调查等提供了一种简便易行、快速、高通量的血清学抗体检测方法。     

改善猪肉质性状的分子育种方法

本文对利用分子育种方法鉴定猪肉质相关基因和标记的研究进行综述.家畜基因组序列的大量解读为鉴定复杂性状的候选基因和QTL效应提供了丰富的信息.猪基因组序列的解读,为研究猪的生物学系统提供了基础知识,并且还为其育种选择提供了理论依据.在基因组学这个领域中,功能基因组学和蛋白质组学能够同时关注许多基因和蛋白质的变化,从而更好地了解基因的功能和调控以及基因是怎样参与到复杂表型性状的控制网络中.特别是对mRNA和蛋白质水平的全基因组表达谱的研究可以更好地为肉质性状相关生物学功能和生理学过程的研究提供非常有用的工具.此外,利用生物信息学工具将基因组学和蛋白质组学整合起来也是充分挖掘分子育种信息的基础.这些知识的发展将有益于科学家和养殖户将分子数据应用到育种程序中,进而改进传统育种选择方案的效率和准确度.     

基因组学方法研究猪脂肪沉积的遗传机理

猪脂肪性状因能影响肉质和育肥效率而占有重要的地位,与此同时,猪被视为研究人类肥胖症和代谢症候群等诸多疾病的模型动物。当前人类,由于脂肪过度沉积而蔓延全球的肥胖症已演变为一个十分严峻的问题,因此,比较基因组学的运用将会为遗传上研究脂肪和肥胖带来新的视点。脂肪性状是由多个微效基因控制的数量性状,这些遗传因子的相关系数在0.5左右。对猪全基因组扫描显示有500多个数量性状基因座(Quantitative Trait Locus,QTL)跟脂肪形成有关;进一步研究表明:与之相关的多个候选基因多态性已分析出来,包括基因编码的LEP及其受体LEPR、IGF2、FABP3、FABP4、MC4R及FTO。在这些因子中,对猪脂肪形成起到关键作用的是IGF2;与人类肥胖症最为密切的是FTO,然而,该基因对猪脂肪形成作用并不是十分明显。随着功能基因组学的发展,逐步揭示出更多跟脂肪沉积和油脂代谢相关的基因。近年来,以RNA干扰为主的表观基因组学被认为是获得与脂肪沉积相关基因的重要途径。总之,就现有研究成果来看,脂肪性状多态性的遗传背景是高度相关的。     

秋冬谨防呼吸道疾病感染

猪呼吸道疾病是一种由病毒、细菌、环境应激等多因素相互作用,造成猪群免疫力下降、呼吸困难、肺脏等多器官病变的传染性疾病,秋冬季节多发,引起该疾病的主-病原有猪蓝耳病病毒(PRRSV)、圆环病毒(PCV-2)、猪伪狂犬病病毒(PRV),支原体(MHP)、副猪嗜血杆菌(MHP)等。2014年9月至2016年8月,对我国猪场主-呼吸道病原进行流行性病学调查,结果显示,每年10月至次年2月是猪群呼吸道疾病高发时期,PRRSV、PCV-2的检出率超过70%,主要的病毒性病原在现有免疫压力下表现出明显的基因变异;本研究提出了我国猪场科学实施防控呼吸道疾病的检测手段及防控方案,为我国猪呼吸道疾病的防治提供了依据。     

猪是研究肥胖及代谢综合征的理想模型

目前,肥胖在全球以惊人的速度增加,同时也是全人类面临的主要健康问题之一。研究者对于肥胖的研究进展是相当缓慢的,因为目前对肥胖的研究主要是以鼠作为动物医学模型,然而人与鼠之间在生理学上存在许多差异,比如脂肪酶、来普汀、抵抗素、肿瘤抑制因子α和其他细胞因子,从而很难将鼠的研究结果应用到人类身上。因此,研究者对发展另外一种动物医学研究模型非常地感兴趣,猪作为一种特殊的模型正快速地成为研究人类能量代谢和肥胖的生物医学模型,因为猪在出生后棕色脂肪会消失,具有与人类相似的代谢特征、心血管系统和适当的器官大小。本文综述了猪作为动物医学模型来研究肥胖和代谢综合征得到的结果,并与人进行了比较,特别强调了脂肪组织和细胞因子在调节能量平衡和肥胖相关炎症上的作用。