转基因动物研究
《转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默相关研究》范文
《转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默相关研究》篇一一、引言随着生物技术的飞速发展，转基因技术已广泛应用于农业、医药和畜牧业等多个领域。
其中，转基因动物的研究为畜牧业的改良和疾病防控提供了新的途径。
阿尔巴斯白绒山羊作为我国特有的优良品种，其产绒量高、绒质优良，具有极高的经济价值。
近年来，通过转基因技术改良阿尔巴斯白绒山羊的品种特性已成为研究的热点。
然而，外源基因在转基因动物中的沉默现象一直是制约转基因动物研究的重要问题。
因此，研究转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默的机制及其影响因素，对于提高转基因动物的表达效率和改良动物品种具有重要意义。
二、研究背景及意义转基因阿尔巴斯白绒山羊的研究旨在通过导入外源基因，提高其产绒量、抗病性等经济性状。
然而，外源基因在转基因动物中往往会出现沉默现象，导致表达效率低下，甚至无法表达。
因此，研究外源基因沉默的机制及影响因素，对于提高转基因动物的表达效率和改良动物品种具有重要意义。
三、研究方法本研究采用分子生物学、遗传学和生物信息学等方法，对转基因阿尔巴斯白绒山羊外源基因沉默现象进行深入研究。
首先，通过构建转基因阿尔巴斯白绒山羊的基因组文库和表达谱分析，筛选出外源基因沉默相关的关键基因和序列。
其次，利用生物信息学方法分析关键基因和序列的功能及与外源基因沉默的关系。
最后，通过遗传学和分子生物学手段，验证关键基因和序列与外源基因沉默的关联性。
四、实验结果与分析1. 外源基因沉默现象观察通过对比转基因阿尔巴斯白绒山羊与野生型山羊的外源基因表达情况，发现外源基因在转基因动物中存在不同程度的沉默现象。
2. 关键基因和序列筛选通过构建转基因阿尔巴斯白绒山羊的基因组文库和表达谱分析，筛选出与外源基因沉默相关的关键基因和序列。
这些关键基因和序列主要涉及基因表达调控、DNA甲基化、组蛋白修饰等方面。
3. 关键基因和序列功能分析利用生物信息学方法分析关键基因和序列的功能，发现这些基因和序列参与了转录水平、转录后水平及表观遗传水平的调控，可能对外源基因的沉默产生重要影响。
转基因动物
1、转基因超级鼠：向生物体的基因组转移（或植入）外源基因的过程，叫转基因。
一般都认为，成功的转基因工作是从1981年开始的。
1982年，英国的《自然》杂志发表了一篇文章，两个美国实验小组共同研制出转基因超级鼠。
2、转基因鲤鱼：中科院水生生物研究所鱼类转基因工程组的科学家们，在朱作言院士的领导下，将草鱼的生长激素基因注入鲤鱼的受精卵，培育出一种带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼F1代和另一种具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。
3、转基因山羊：中国首例转基因山羊“连连”、“田田”和“云云”于2000年12月25日精彩亮相，为外人所知。
它们的身上都转有人的od-抗胰蛋白酶基因。
它们产出的羊奶可以提取出al-抗胰蛋白酶。
4、转基因奶牛：它是一种转基因动物，是科学家通过转基因技术对奶牛胚胎进行基因改造，从而达到预期效果的奶牛品种。
转基因动物研究与发展中存在的问题
转基因动物是指通过基因工程技术对动物进行基因的修改和调整，使其具有特定的性状或功能。
转基因动物研究与发展是近年来生物技术领域的热点之一，然而在其发展过程中也存在着一些问题和挑战。
一、伦理道德问题转基因动物的研究和应用涉及到伦理道德问题。
对动物进行基因编辑和调整可能会影响其生理和行为特征，引发动物权益和福利方面的争议。
一些人认为，对动物进行基因改造和实验可能损害动物的生理健康和自然属性，违反了动物的权益和福利。
另一些研究人员和机构则认为，通过转基因技术可以提高动物的生长速度、抗病能力等，有利于改善动物的生存环境和条件。
二、生态环境风险转基因动物的研究和应用可能会对生态环境产生风险。
转基因动物一旦逃逸到自然环境中，可能会影响野生动物的基因结构、种裙数量和分布范围，引发生态平衡和物种多样性方面的问题。
转基因动物的排泄物和尸体也可能对土壤和水源等生态环境产生影响，导致环境污染和生态失衡。
三、安全风险和食品安全问题转基因动物研究和应用存在着一定的安全风险和食品安全问题。
转基因动物的基因编辑和调整可能会产生未知的副作用和风险，对人类健康造成潜在威胁。
另转基因动物的肉制品和副产品可能会影响食品安全，引发公众对农产品安全和食品安全的担忧和抵制。
四、法律监管和规范缺失转基因动物研究和应用在法律监管和规范方面存在着一定的缺失和不足。
目前，我国对转基因动物的相关法律法规尚不完备，对动物基因编辑和调整的监管和管理相对滞后。
转基因动物研究和应用的发展过程中存在一定的法律风险和法律纠纷，需要加强法律监管和规范。
五、公众态度和接受度公众对转基因动物的态度和接受度也是转基因动物研究和发展中的问题之一。
一些公众对转基因动物持怀疑和拒绝态度，担心转基因动物会对环境和人类健康产生负面影响。
科研机构和企业在开展转基因动物研究和应用时需要充分考虑公众意见和需求，加强科普和宣传，提高公众对转基因技术的理解和接受度。
转基因动物研究与发展中存在着一系列的问题和挑战，涉及到伦理道德、生态环境、安全风险、法律规范和公众态度等多个方面。
《利用体细胞核移植技术生产转基因绒山羊的研究》范文
《利用体细胞核移植技术生产转基因绒山羊的研究》篇一摘要：本文旨在探讨体细胞核移植技术在生产转基因绒山羊中的应用。
通过详细介绍实验设计、操作过程、数据分析及结果讨论，展示了该技术在转基因绒山山羊生产中的潜力及优势，以期为动物遗传育种及畜牧业发展提供理论和实践依据。
一、引言随着科技的不断进步，体细胞核移植技术已成为动物遗传育种领域的重要工具。
该技术通过将体细胞的核移植到去核的卵细胞中，再经过一定的培养和筛选，最终获得具有特定遗传特性的动物。
绒山羊作为重要的经济动物，其毛绒产量和质量对畜牧业发展具有重要意义。
因此，利用体细胞核移植技术生产转基因绒山羊，对于提高毛绒产量、改善毛绒品质以及实现遗传病的防治等具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 材料准备（1）选取健康的绒山羊体细胞和去核卵细胞；（2）构建转基因载体，包括目的基因和调控序列；（3）准备相应的培养基和试剂。
2. 方法（1）体细胞核移植：将体细胞的核移植到去核的卵细胞中，通过电激等方法促进核与卵细胞的融合；（2）培养与筛选：将融合后的细胞进行体外培养，通过基因编辑技术筛选出具有目的基因的细胞；（3）胚胎移植：将筛选出的细胞移植到代孕母羊体内，使其发育成转基因绒山羊。
三、实验过程与结果分析1. 实验过程（1）构建转基因载体：将目的基因与调控序列通过基因工程手段构建成转基因载体；（2）体细胞核移植：将体细胞的核移植到去核卵细胞中，通过电激等方法使两者融合；（3）培养与筛选：将融合后的细胞进行体外培养，利用基因编辑技术筛选出具有目的基因的细胞；（4）胚胎移植：将筛选出的细胞进行胚胎移植，使其在代孕母羊体内发育成转基因绒山羊。
2. 结果分析（1）通过体细胞核移植技术成功获得了转基因绒山羊，证实了该技术的可行性和有效性；（2）通过基因编辑技术成功将目的基因整合到绒山羊的基因组中，实现了对绒山羊遗传特性的改良；（3）转基因绒山羊在生长过程中表现出良好的生长性能和毛绒产量，且毛绒品质得到显著改善。
转基因动物及其在医学中的应用
转基因动物及其在医学中的应用在当今科技飞速发展的时代，转基因技术作为一项具有重大影响力的生物技术，不仅在农业领域取得了显著成果，在医学领域也展现出了广阔的应用前景。
其中，转基因动物的研究与应用更是为医学的进步带来了新的契机。
转基因动物，简单来说，就是通过基因工程技术将外源基因导入动物的基因组中，从而使其表现出特定的新性状或获得新的功能。
这一技术的实现通常需要借助一系列复杂的分子生物学手段，如载体构建、细胞培养、胚胎操作等。
在医学领域，转基因动物的应用主要体现在以下几个方面：首先，转基因动物可用于疾病模型的构建。
许多人类疾病的发病机制十分复杂，难以在体外细胞培养或其他简单模型中进行深入研究。
通过将与人类疾病相关的基因导入动物体内，使其表现出类似人类疾病的症状，能够为疾病的研究提供更接近真实情况的模型。
例如，通过构建转基因小鼠模型，可以研究阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的发病过程和治疗方法。
这些模型有助于科学家更好地理解疾病的发生发展机制，为新药的研发和治疗策略的制定提供重要依据。
其次，转基因动物在生物制药方面具有巨大的潜力。
利用转基因动物生产药用蛋白是一种新兴的生物制药技术。
例如，通过将编码人类药用蛋白的基因导入动物的乳腺细胞中，使动物在乳汁中分泌出具有药用价值的蛋白质。
这种方法生产的药物具有成本低、产量高、生物活性好等优点。
目前，已经有多种利用转基因动物生产的药物进入临床试验阶段，为治疗一些疑难杂症提供了新的选择。
再者，转基因动物在器官移植领域也发挥着重要作用。
器官短缺一直是器官移植领域面临的严峻问题。
转基因技术可以对动物的器官进行改造，降低其免疫原性，使其更适合移植到人体中。
例如，通过基因编辑技术敲除猪体内与免疫排斥相关的基因，有望培育出可供人类使用的器官来源，从而缓解器官短缺的困境。
此外，转基因动物还可用于基因治疗的研究。
基因治疗是一种通过修复或替换患者体内有缺陷的基因来治疗疾病的方法。
转基因动物流程
转基因动物流程转基因动物是通过基因工程技术对动物基因进行修改和调整，以达到特定目的的一种操作。
转基因动物流程可以分为以下几个步骤：1. 设定目标：在转基因动物的研究中，首先需要确定目标，即希望通过基因工程技术实现什么样的改变。
这可以是增加动物的抗病能力、提高农作物的产量或改善动物的生长性能等。
2. 基因选择：根据设定的目标，研究人员需要选择合适的基因。
这些基因可以来自于同一物种的其他个体，也可以来自于不同物种。
选择基因时需要考虑基因的功能和效果，以及与转基因动物所需的特性是否相符。
3. 基因克隆：在确定了目标基因后，研究人员需要进行基因的克隆。
这一步骤涉及到将目标基因从提供者中提取出来，并进行扩增和纯化，以获得足够的基因材料。
4. 转基因技术：转基因技术是将目标基因导入动物体内的关键步骤。
常用的转基因技术包括基因枪法、细胞核移植和胚胎干细胞技术等。
通过这些技术，研究人员可以将克隆好的基因导入到动物的基因组中，并使其在动物体内表达。
5. 繁殖和筛选：经过转基因技术处理的动物需要进行繁殖和筛选，以获得所需的转基因个体。
这一步骤通常需要通过交配或体外受精等方式，将转基因个体繁殖出来。
同时，研究人员还需要通过PCR、Southern blot等技术对转基因个体进行筛选和鉴定。
6. 分析和评估：完成转基因动物繁殖后，研究人员需要对其进行分析和评估。
这包括对转基因动物的基因表达水平、生理特性和遗传稳定性等进行评估，以确保转基因动物达到预期目标。
7. 应用和研究：转基因动物的应用和研究十分广泛。
它们可以用于药物研发、疾病模型的建立、农作物改良等领域。
通过对转基因动物的研究和应用，我们可以更好地理解基因的功能和调控机制，为人类的生活和健康提供更多的可能性。
转基因动物的制备流程可以概括为设定目标、基因选择、基因克隆、转基因技术、繁殖和筛选、分析和评估以及应用和研究等步骤。
通过这些步骤，研究人员可以通过基因工程技术对动物基因进行修改和调整，为人类社会的发展和进步提供有力支持。
转基因动物
转基因动物还将是人类最好的"器官库"， 提供从皮肤、角膜，到心、肝、肾等几 乎所有的"零件"。让器官移植专家有充分 施展才华的用武之地，让体内部分"零部 件"出了故障的病人重获生的希望。
克隆动物的操作过程中，完全可以同时 进行转基因操作。在体细胞去核并与去 核的卵细胞结合之前，将有关的人类基 因注入，这样，培育的"转基因克隆羊"， 就会产生出人类蛋白质。
所谓转基因动物，是用实验方法，把外 源基因导入到动物体内，这种外源基因 与动物本身的染色体整合，这时外源基 因就能随细胞的分裂而增殖，在体内得 到表达，并能传给后代。
世界上第一只转基因动物巨鼠，是将大 白鼠生长激素导入小白鼠的受精卵中， 再将这个受精卵移入借腹怀胎的母鼠子 宫中，产下的小白鼠比一般的大一倍。 这只在遗传学上具有重大意义的转基因 动物的研究培育成功，展现出诱人的光 明前景。
第一头克隆羊"多利"引起的轰动，在于它 的理论价值，它突破了有性生殖的框架， 证明高等动物也可以由无性生殖来繁衍。 我国转基因羊研究新突破，在于它的经 济价值，因为它可以让人类丰衣足食、 健康长寿的美梦成真。
那转基因羊的后代是不是转基因羊呢?转 基因羊与普通羊交配，即有性繁殖，后 代中的一半是转基因羊；但若用克隆--无 性繁殖的方法，那所有的后代都是转基 因羊。
1997年2月，第一头无性繁殖的克隆羊" 多利"现世，标志着克隆哺乳动物的成功， 更有利于转基因动物的培育和利用。 在分子水平或者基因水平的基础上，用 人工的手段去改造生物遗传性状的基因 工程，出现在20世纪70年代。
基因工程应用技术之一的基因重组，可 用于对不同生物遗传物质的体外人工剪 切、组合、拼接，使遗传物质重新组合， 然后，通过载体，如微生物、病毒等转 入微生物或细胞内，进行"无性繁殖"，并 使所需基因在细胞内表达出来，产生人 类所需的物质或创造新的物种。
转基因动物的概念、原理及应用
转基因动物的概念、原理及应用引言转基因动物技术是一种将外源基因植入到一个物种基因组中的技术，使得其宿主物种具有外来基因中的特性，这些特性可能是有利的、有害的或不变的。
转基因动物在过去几十年得到了广泛的应用，它在各个领域，如医学、物理、化学、生物等发挥了重要作用。
本文将详细阐述转基因动物的概念、原理及应用。
概念转基因动物也被称为转基因实验动物，是指通过基因工程技术，将一种特定的外源基因植入到动物本身基因组中的一种特殊的动物。
转基因实验动物里散发出的基因表达形式或者特性可以延长它们的寿命，或者对它们的生理功能有所改变。
转基因动物可以研究到一些没有被发现的关于物种的特性，还可以用来研究人体某些疾病的发生机制。
原理转基因动物的基本原理是利用基因工程技术将外源基因植入到动物基因组中，使得动物具有外源基因中的特性，以达到我们想要的目的。
首先，转基因动物的研究者需要先从某种物种中取出我们所需要的基因，然后把它们植入到动物本身的基因组中，最后生成一只新的转基因动物。
一般来说，转基因动物会将基因植入到它们的胚胎细胞中或者胚胎内，通过易位器和基因载体等手段使得其他基因能够被引入。
应用转基因动物在医学上有着重要的应用。
例如，经过转基因的小鼠，可以用于研究癌症，心脏病，糖尿病等疾病的形成机制和治疗方法。
除此之外，转基因动物在药物研究方面也有着重要的作用。
它可以用来测试药物的毒性，实验在药物发现和开发过程中发挥着至关重要的作用。
此外，转基因动物还可以用来研究人类疾病的致病机制。
结论转基因动物是一种新兴的技术，它可以用来解决许多医学上的疑难问题，在药物研究方面也发挥着重要的作用。
它不仅可以提高动物的发育能力，而且可以改变动物本身的一些特性，为科学家们的研究提供了丰富的资源，为人类的健康作出了重要的贡献。
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医药领域
1.用作生物反应器生产昂贵药物和保健产品
把药用蛋白或营养蛋白质与组织特异性表达调控元件藕联， 运用家畜的造血系统或泌乳蛋白生产药用或营养蛋白质，
提高畜牧业的经济效益。
2.利用转基因猪生产人类所需要的器官 转基因动物技术的发展可以将携带有人免疫系统基因的转基
因猪，为人的器官移植提供了有效的器官来源途径。
3. 建立人类疾病的动物模型 通过精确地激活或增强某些基因的表达，制作各种人类遗传疾 病的动物模型，其研究结果具有较高的真实性，可用于诊断、治 和新药筛选。同时利用转基因动物可建立敏感动物品系及与人类 相同疾病的动物模型，可用于药物筛选。
家畜乳腺生物反应器生产重组蛋白的优势
• 生物活性高，家畜乳腺可对表达的蛋白质进行糖基化 酯化和磷酸化等翻译后加工，产物接近天然提取物， 不易产生抗药性。 • 乳腺可以不断分泌奶汁，长期收集不会对动物造成伤害。 • 对动物的生理活动影响小，药物蛋白限制在乳腺内生产，
不会对转基因动物的正常生理活动造成影响。
• 开发周期短、生产成本低。
转基因家畜乳腺生物反应器生产药用蛋白
产品 抗凝血酶 蛋白酶抑制因子 蛋白酶原激活因子 路易斯抗体 抗癌抗体 胰蛋白酶 血纤维蛋白原 受体 山羊 山羊 山羊 山羊 山羊 绵羊 绵羊 用途 表达量/g.L-1 14 20 6 14 0.5 12 6 公司 GTC GTC GTC GTC GTC PPL PPL 研发阶段 获准上市 临床Ⅰ期 临床Ⅱ/Ⅲ期 蛋白质纯化 提高表达量 临床Ⅱ/Ⅲ期 临床前期
第一头转基因猪的降临
推动转基因动物的研究狂潮
1985年，Harmmer和Berm首次用显微注射技术把MT为启动子的人生长激素融 合基因(MT／hGH)注射入猪受精卵的雄原核内， 得到1头转基因猪。
转基因家畜研究发展迅速
研究方向经历两次较大转变
2.外源基因整合的机理
随机整合(Random integration) – 表达水平变化较大。 - 可能由于甲基化灭活。 - 可能缺乏启动子或增强子。 - 可能整合在异染色质而沉默 (silencers)。
Benefits of Transgenic animals to Human Welfare
Agricultural Applications: • Breeding: Increase milk production, high growth rate • Quality: Milk with less lactose, cholesterol, more meat • Disease resistant: Influenza-resistant animals Medical Applications： • Xenotransplantation: Heart, liver, kidney, donor rejection • Nutritional supplements and pharmaceuticals: Insulin, anti-clotting factors • Human gene therapy: Industrial Applications： • Bio-materials: silk • Toxicity sensitive models: Chemical safety testing
Spider Goat
• • • • • • • • • University of Wyoming & Nexia Biotechnologies Transgenic goat Spider silk gene Mammary gland expression Flexible, stronger than steel Bulletproof vests Artificial tendons Clothing Space Elevator
Cancer-Resistant Mouse
• • • • University of Kentucky, 2007 Transgenic mouse Par-4 protein gene Kill cancer cells without affecting normal cells • Resistant to spontaneous and artificially induced tumors
转基因动物研究
动科院动物胚胎工程技术中心
中国科学家用转基因大米研制 人造血2011年11月07日
• 国际在线专稿：据英国《每日电讯报》11月6日报道，由于献血人数减少， 导致血液供应经常出现短缺。中国科学家已经仍含有人类基因的大米中 提炼出一种人类血液中所含的关键蛋白成分，他们将用这种蛋白制造人 造血，治疗烧伤患者或严重失血的病人。 血液中的血浆主要成分为人血清白蛋白（Human Serum Albumin），严 重失血病人最需要它。研究人员认为，转基因大米可以被用于大量生产人 血清白蛋白。人血清白蛋白在人血中大量存在，具有重要作用。它可以将 荷尔蒙、矿物质带往全身，清理血液中的有毒成分，帮助调节血压等。 领导此项研究的武汉大学教授杨代常说：“人血清白蛋白是一种重要蛋 白质，全世界每年需求量达500吨，目前主要来源于人类血浆提炼，但供应 有限。而利用转基因大米可以提供一种经济而安全的方式，生产非动物型 的血液。”
定向整合(Targeted integration) –利用同源重组原理，把 目标基因插入到染色体DNA指定位点。（效率随同源序 列的长度而增加）
转基因表达的可能性很大程度受插入位点周围特性影响。
3.影响外源基因表达的主要因素
受体动物的遗传背景 同一基因在不同物种或同一品种的不同品系之间 表达水平差异很大; 整合位点 同一外源基因整合在染色体的位点不同,基因的表 达水平不同:整合拷贝数过大,基因甲基化;异染色 质区域; 内含子:内含增强子和普通内含子; Brinster等将大鼠生长激素和启动子之间插入内含
子,基因的表达水平也增加10～100倍。
转基因动物研究与应用方向
提高瘦肉率
提高生长速率
提高抗病能力
减少排污
改善肉质成份 改善奶品质
生物材料生产
异种器官移植 医学疾病模型
生物反应器
农业领域 1.改良动物生产性能 利用转基因技术，将所需的优良基因直接转入待改良群体 中，增加新的遗传品质，形成优良的转基因畜禽，仍而改良畜禽 生产性能，如生长速度、繁殖率、瘦肉率、产毛量等，最终培育成 满足人们需要的、具有优良品质的畜禽及鱼类新品系。 2 .抗病育种 对一些种属特异性疾病，可以仍抗该病的动物中克隆出目 的基因，导入易感动物品种的基因组。若该目的基因能够在 宿主基因中表达，那么转基因动物对该病毒具有一定的抵抗 力，由此可培育出抗该病品系。
奶 山 羊
奶量比奶牛少
奶 牛
奶量比奶山羊高得多
体型大、价格高,妊娠期长,产胎儿少, 胚胎来源有限,操作难度大,费力费时, 成本高
转基因仔猪跛行、胃溃疡、糖代谢 紊乱、死亡率高。公猪繁殖率明显 下降
次于奶山羊
猪
生长速度加快,饲料 利用率提高,背膘厚 度下降 个体小,世代周期短, 维持种群容易;产蛋 量很高
Fearless Mouse
• • • • • • • • Rutgers University, 2005 Transgenic mouse Remove the stathmin gene An enzyme in high level of brain implicated in emotional processing and fear Deficits in innate anxiety and learned fear in behavioral test Develop normally Memory were normal Emotional response study
Mighty Mice
• • • • • • Case Western Reserve University, 2008 Transgenic mouse Metabolic enzyme PEPCK-C gene Over produce PEPCK-C enzyme Run 25 times as long as normal one at the same speed Get much of their energy during exercise from fatty acids • Generate less lactic scid • Aging study • Running horses
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杨代常与他的同事开发出一种技术，可以利用细菌将 人类基因植入亚洲大米中，将大米变成“生物工厂”，生 产人体需要的蛋白。现在他们已经成功将人血清白蛋 白基因植入大米中，所生产的蛋白无论仍化学还是物 理成分上看，都与血液中的蛋白成分一样。经过多次实 验，现在大米中所含人血清白蛋白比例已经占10%。 • 布里斯托尔大学高级讲师加文· 墨菲（Gavin Murphy） 称，这项研究将为医院血液供应产生革命性的影响。他 说：“利用田地中种植的植物，可以提供大量血蛋白，将 解决我们现在面临的所有血液供应问题。”但将人类基 因植入大米中引发反对转基因技术人士的安全担忧。 （杨柳）
Drug-Producing Chicken
• • • • • • Roslin Institute, Edinburgh, Scotland Transgenic chicken Antibody against virus of the gut Extract from egg white Simpler and efficient than systhetic methods Children diarrhea
动脉移植 呼吸窘迫症 肺栓\心肌梗塞 乳腺癌、肺癌 结肠癌 肺纤维囊肿 外科创伤
2009年2月6日，FDA刚批准了世界首个转基因动物表达 的药用蛋白ATryn上市并用于临床。