世界首例转基因奶牛在牛奶中生产人类胰岛素

人们希望这头创造历史的小母牛能够帮助重振胰岛素的生产。

如果一头奶牛每升牛奶可以产生 1 克（0.04 盎司）胰岛素，那么整个牛群就可以产生大量胰岛素。

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巴西科学家改造了一头牛，使其能够在牛奶中产生人胰岛素，创造了世界上第一头能够实现这一壮举的转基因牛的历史。尽管还有很长的路要走，但研究人员希望牛的这一突破能够为可持续的胰岛素生产打开大门，并帮助解决世界胰岛素供应问题。

目前，这一成果只是一个概念验证，但通过额外的测试和美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准，它可以扩大规模以与当前的胰岛素生产方法相媲美，其中涉及转基因酵母和细菌。

“大自然将乳腺设计成一个工厂，真正非常有效地制造蛋白质。我们可以利用这个系统来生产一种可以帮助全世界数亿人的蛋白质，”马特·惠勒教授说，他是一篇论文的主要作者，该论文描述了事态发展，在一份声明中说。

为此，Wheeler 和合著者将一段编码胰岛素原（胰岛素的蛋白质前体）的人类 DNA 片段插入 10 个牛胚胎的细胞核中，培育出了一头转基因牛。然后将这些经过改造的胚胎植入正常牛的子宫中，其中一头牛生下了活的转基因小牛。

尽管在奶牛成熟后很难让其怀孕，但该团队还是能够使用激素诱导泌乳。与怀孕后相比，这种方法产生的乳汁量要少，但它产生的乳汁中含有人类胰岛素原，而且令研究小组惊讶的是，还含有胰岛素。

“我们的目标是制造胰岛素原，将其纯化为胰岛素，然后从那里开始加工。但奶牛基本上是自己加工的。她制造的生物活性胰岛素与胰岛素原的比例约为三比一，”惠勒说。

使用的基因工程技术意味着人胰岛素仅在乳腺组织中表达，而不存在于奶牛的其他任何地方。

对于要使用的胰岛素和胰岛素原，首先需要提取和纯化它们。假设这一目标能够实现，惠勒提出，如果每头奶牛每升牛奶能够产生 1 克（0.04 盎司）胰岛素，那么该系统就可以产生大量胰岛素。

典型的胰岛素单位是 0.0347 毫克（0.000001 盎司），这“意味着每克相当于 28,818 单位的胰岛素，”Wheeler 说。荷斯坦牛每天可生产 50 升。你可以算算。”

研究人员现在计划重新克隆这头牛，并最终希望创建一个完整的转基因牛群。他们说，有一天，这可以为全球数百万糖尿病患者提供胰岛素。

目前这可能是一个白日梦，但惠勒很乐观：“我可以看到未来，一个 100 头牛群，相当于伊利诺伊州或威斯康星州的一个小型乳制品厂，就可以生产该国所需的所有胰岛素，”他说。 “还有更大的牛群？一年内就能供应全世界。”

该研究发表在《生物技术杂志》上。