乳腺生物反应器教学提纲
动物乳腺生物反应器的研究概况
动物乳腺生物反应器的研究概况摘要：转基因动物乳腺生物反应器是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，并从转基因动物乳汁中获取重组蛋白。
近年来，生物学和分子生物学研究领域的成就促进了该技术的蓬勃发展。
本文简要概述了转基因动物乳腺生物反应器的基本概念、原理、特点及应用，并重点阐述了其研究现状及前景，从而探讨其存在的问题。
关键词：转基因动物；乳腺生物反应器；进展Abstract：Mammary gland bioreactor of transgenic animals is a useful biological technology, which expresses foreign genes under the direction of special promoters of the mammary gland as regulating components in the mammary gland and produces functional pharmaceutical proteins in milk．In recent years，achievements of biology and molecular biology accelerate the development of this technology. This paper briefly reviews the basic concepts, principle, chara- cteristics and applications of the mammary gland bior- eactor of transgenic animals，especially summarizing its current research status and bright future，meanwhile discusses the problems existed．Key words:transgenic animals；mammary gland bioreactor；progress前言21世纪是生命科学突飞猛进的时代，生命科学在人类生活中占有极为重要的位置。
生物高中选修：基因工程部分提纲
专题1 基因工程基因工程，也称作DNA重组技术或DNA拼接技术或转基因技术。
是在体外对不同生物的DNA分子进行拼接,获得重组DNA，从而定向改变生物性状的技术。
基因工程的原理：基因重组一、基因工程的基本工具基因工程的基本工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体1.限制性核酸内切酶（也叫作限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离、提纯得到。
（2）特点：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此限制酶具有专一性。
例如：EcolR I识别的序列是GAATTC，切割位点在GA碱基之间。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
其中在中轴线两侧进行切割形成的是黏性末端，沿中轴线切割形成的是平末端。
2. DNA连接酶，包括E·coliDNA连接酶（从大肠杆菌内提取得到）和T4-DNA连接酶（从T4-噬菌体中提取得到）两种DNA连接酶作用：能将DNA片段连接起来，并形成磷酸二酯键。
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：缝合的都是磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶不仅能连接黏性末端也能连接平末端。
(2)DNA连接酶与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段的末端DNA连接酶是将两个DNA片段连接。
3.载体载体的功能是将目的基因运到受体细胞内。
（1）作为载体具备的条件：①能自我复制②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的选择和鉴定（筛选出含有目的基因的受体细胞）。
④对受体细胞无害；（2）最常用的载体是质粒,存在于细菌拟核之外，具有自我复制能力的裸露的小型环状DN A分子。
（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒二、基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取；第二步：基因表达载体的构建第三步：将目的基因导入受体细胞；第四步：目的基因的检测与鉴定第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：人们所需要的，能控制蛋白质的基因。
动物乳腺生物反应器
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。
乳腺生物反应器课件
1991年，Brem等报道乳腺表达牛凝乳酶的转基因兔，表达 水 平达到1～10g/L。
1992年，Ve-lande：等报道了乳腺表达人C蛋白的转基因猪，表 达水平达到1g/L以上。
目前，从转基因动物乳汁中提取的抗人胰蛋白酶、抗凝血酶Ⅲ
和人C蛋白等基因工程产品已进入临床试验阶段，并已初步
202形0/3/成27 以转基因动物乳腺为主要生产手段的医药产业。
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乳腺生物反应器的研究进展
国外研究进展
20世纪80年代末提出动物乳腺生物反应器的设想
1987年，Gordon等首次报道在小鼠的乳腺中表达了人的组织纤 溶酶原激活剂(tPA)基因。
1991年，WrightG等培育成乳腺特异表达人抗胰蛋白酶转基因 绵羊，表达水平高达35g/L，在世界范围内引起了极大的轰 动。
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2020/3/2714 Nhomakorabea7
国内研究进展
20世纪80年代初，施履吉院士就提出乳腺生物反应器的构 想 ， 并成功获得表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔 ，为 我国 通过转基因动物的途径获得珍贵药物奠定了基础。
1995年，我国首次在小鼠乳腺中成功地表达了人的基因；
1996年10月上海医学遗传研究所与复旦大学合作研制成功的 能在乳腺中表达人凝血因子Ⅳ的转基因羊。
动物乳腺生物反应器
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转基因动物技术
转基因动物最诱人的前景是
作为生物反应器，利用它生
产人类所需要的生物活性产 品或药物，其常用方法是把 目的基因在血液循环系统、 唾液腺或乳腺等器官或组织 中表达，从而获得人类需要 的目的产物。
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加快家畜品种的改良 速度，提高肉、奶、 蛋的产量和品质，生 产珍贵的药用蛋白,为 大量患者造福。
动物乳腺生物反应器
由于动物乳腺生物反应器的关 健技术需要转基因技术，根据 人们目前对转基因产品的反应， 动物乳腺生物反应器作为可能 的新产业
高技术会解决相关疑问，动物 乳腺反应器新产业会大发展
Q4
•
乳腺生物反应器生产重组蛋白的优势 动物乳腺生物反应器的核心是通过乳腺组织特 异性启动子驱动的外 源基因在动物乳腺组织中高效 特异地表达，从乳汁中获取目的产物。与其他制药 方式相比，它具有多方面 的优势：
Q1
作为高技术产业的动其经济效 益肯定非常好。
Q2
但，需要慎重发展。
根据你掌握的知识，在5～10 年内动物乳腺生物反应器生产 的药物与传统制药相比，哪个 产业更大？
Q3
重组蛋白活性高
药物蛋白产量高
对动物影 响小 环境 污 染低
生产成 本低
动物乳腺生物反应器 与新产业发展
动物乳腺生物反应器 的关健技术有哪些？
动物胚胎技术
表达载体
转基因技术
蛋白质提纯技术
常规畜牧技术
转基因技术
以体细胞克隆技术 显微注射技术 精子载体技术 胞内精子注射技术（ICSI） 逆转录病毒侵染技术 动物体细胞核移植技术
假若现在有审批合格的动物乳 腺生物反应器产品，你愿意使 用吗？
重组蛋白活性高药物蛋白产量高对动物影响小环境污染低生产成本低经济回报丰厚q4由于动物乳腺生物反应器的关健技术需要转基因技术根据人们目前对转基因产品的反应动物乳腺生物反应器作为可能的新产业高技术会解决相关疑问动物乳腺反应器新产业会大发展?乳腺生物反应器生产重组蛋白的优势动物乳腺生物反应器的核心是通过乳腺组织特异性启动子驱动的外源基因在动物乳腺组织中高效特异地表达从乳汁中获取目的产物
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乳腺生物反应器PPT课件
转基因动物的成活率低
在目的基因的分离和改造，乳腺特异 表达载体的构建及转基因技术的关键性技 术上存在缺陷，无法保证对基因的定点整 合，因此转基因动物常会出现繁殖力下降、 胚胎早期死亡等各种生理及病理缺陷 。
安全性
动物体内虽然可以对外源蛋白进行翻译后修 饰，但由于牛、羊等家畜存在自身机体保护系统 可对所有外源性物质产生排斥反应，如出现蛋白 质水解等问题。 此外乳汁中可能含有的微生物及 不完全修饰的多肽都对产品的安全性构成了极大 的威胁，所以在分离过程中要去除所有可能引起 人类变态反应的蛋白质，同时对含量低的产物加 以纯化，才能得到与目的蛋白结构、功能和理化 特性相同的产品。 另外，要防止把动物性疾病传 染给人。
步骤
获取目的基因
构建基因表达载体（ 在基因前加特异表达的启动子）
显微注射导入哺乳动物受精卵中
形成胚胎
将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）
转基因动物生产红细胞生成素（ EPO ）
将EPO DNA分别以HindⅢ和BamHI酶切，回 收5.4kb的HindⅢ/BamHI片段，插入pGEM7zf(+)载体，再将867bp的BLG启动子插入EPO 基因之前EcoR、ClaI位点，构建表达载体 pGEM-3zf(+)β-LG-EPO。通过显微注射方法得 到转基因小鼠，其乳腺中的EPO含量可达 0.5μg/ml。
乳腺生物反应器的研究进展
国外研究进展
20世纪80年代末提出动物乳腺生物反应器的设想
1987年，Gordon等首次报道在小鼠的乳腺中表达了人的组织 纤溶酶原激活剂(tPA)基因。
1991年，WrightG等培育成乳腺特异表达人抗胰蛋白酶转基 因绵羊，表达水平高达35g/L，在世界范围内引起了极大的 轰动。
生物乳腺反应器的原理及进展
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”。
动物乳腺反应器
blot results of the different samples as they correspond to SDSPAGE
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6 The stability of the rhLF in artificial gastric solution and intestinal juice
Purification of the rhLF, using cation exchange chromatography: peak 1 and peak 2, protein peak
15
M: marker; 1: skimmed milk; 2:defatted whey without casein; 3: sample of peak 1; 4: sample of peak 2; P: natural hLF (5 μg).
SDS-PAGE results of the hLF (a) and rhLF (b) digested in stimulated gastric solution
18
M:
marker; lanes 1–2: 10 min; lanes 3–4: 30 min; lanes 5–6: 1 h; lanes1, 3, 5: hLF; lanes 2, 4, 6: rhLF
28
bovine lactoferrin
no statistical differences were observed between the groups.
transgenic cows ( ) control cows ( )
29
Serum amyloid A
• In the transgenic group, mean SAA was lower throughout the study period and never exceeded 15 mg/l
动物乳腺生物反应器名词解释
动物乳腺生物反应器名词解释
动物乳腺生物反应器是一种用于研究和模拟动物乳腺生物过程的实验装置。
它通常由细胞培养系统、培养基、培养皿、培养槽等组成，用于模拟和研究动物乳腺组织的生长、分化、分泌等生物反应过程。
动物乳腺生物反应器的主要功能是提供一个模拟动物乳腺环境的平台，使乳腺细胞能够在体外条件下生长和发育。
它可以为科学家和研究人员提供一个实验室内的控制环境，以便他们可以更好地理解乳腺生物学的基本原理和机制。
在动物乳腺生物反应器中，乳腺细胞被培养在培养基中，通过提供适当的营养物质和生长因子，细胞可以进行增殖、分化和分泌乳液等生物反应。
这种系统可以模拟乳腺组织的生理状态，帮助研究人员研究乳腺发育、乳腺疾病以及乳腺细胞对外界刺激的反应。
动物乳腺生物反应器的应用广泛，既可以用于基础研究，也可以用于药物筛选和毒性测试。
通过对乳腺细胞在反应器中的生长和功能进行观察和分析，可以深入了解乳腺生物学过程，为乳腺疾病的治疗和预防提供理论依据。
总之，动物乳腺生物反应器是一种重要的实验装置，它可以模拟和研究动物乳腺组织的生物反应过程，为乳腺生物学的研究和乳腺疾病的治疗提供有益的工具和平台。
《细胞生物学》课程教学大纲
《细胞生物学》课程教学大纲（Cell Biology）课程编号：1922011（1923011）课程类别：学科基础课（专业课）适用专业：生物技术、生物科学、生物科学（师范）、生物工程先修课程：动物生物学、植物生物学、生物化学后续课程：分子生物学、发育生物学、细胞工程、基因工程总学分：3.5 其中实验学分：1总学时：72 （其中理论40学时、实验32学时）教学目的和要求：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，是生命科学的四大基础学科之一，它在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握细胞的结构与功能，阐明细胞生命活动的基本规律，并为细胞的生命活动提供理论基础，为今后从事该领域及其相关领域的科学研究提供必要的基础。
教学内容与学时安排结论（1学时）一、课程介绍与要求二、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科三、细胞生物学的主要研究内容四、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域本章重点：细胞生物学的主要研究内容。
难点：细胞生物学研究的总趋势与重点领域。
教学基本要求：了解当前细胞生物学研究的总趋势，理解细胞生物学是生命科学的重要基础课，掌握细胞生物学的主要研究内容。
第一章细胞概述（3学时）第一节细胞的发现及细胞学说的创立一、细胞的发现二、细胞学说的创立三、细胞学理论对细胞学发展的推动作用第二节细胞的共性一、细胞结构的共性二、细胞功能的共性三、细胞的形态四、细胞的大小及体积的恒定五、细胞及细胞器的计量单位第三节细胞的分子基础一、细胞中的水二、无机盐三、有机小分子四、生物分子及其功能五、细胞结构体系的组装第四节细胞的类型和结构体系一、原核细胞二、真核细胞的两种主要类型：动物细胞和植物细胞三、真核细胞的结构体系四、真核细胞与原核细胞的比较第五节病毒：非细胞的生命体一、病毒是比细胞更小的生命体二、病毒只能在细胞中增殖三、冠状病毒与SARS第六节细胞生命的进化一、细胞生命的起源二、真核细胞的起源三、从单细胞向多细胞进化本章重点：细胞学说的内容；细胞的共性；细胞的类型和结构体系；细胞生命的进化。
动物乳腺生物反应器3篇
动物乳腺生物反应器第一篇：动物乳腺生物反应器的概述动物乳腺生物反应器是一种用于生产乳制品的新型生物技术。
它利用细胞培养技术、分子生物学技术和生物加工技术，通过对乳腺细胞进行基因工程改造，使其在体外生产出含丰富营养的乳制品。
动物乳腺生物反应器的原理是将规模化的乳腺细胞进行基因修饰，使其在培养基中生长和分化，进而产生出高含量的乳制品。
乳腺细胞被转染后，通过细胞培养技术和生物加工技术，在适宜的生长环境下，进行培养和提取。
与传统乳制品生产相比，动物乳腺生物反应器具有以下优点：1. 生产速度快。
传统乳制品生产需要经过动物生长及乳牛日常喂养等步骤，而动物乳腺生物反应器能够快速生产出高品质的乳制品。
2. 产品质量稳定。
由于生产环境受到人为控制，动物乳腺生物反应器生产的乳制品味道、质量、口感都具有一定的保证。
3. 减少了动物使用。
传统乳制品生产需要使用大量的奶牛和其他动物，而动物乳腺生物反应器生产可以通过细胞工程技术，减少对动物的使用，也更加环保。
总之，动物乳腺生物反应器是一种具有重要意义的生物技术，它可以帮助我们生产出高品质、高价值的乳制品，加速农业生产的现代化进程。
第二篇：动物乳腺生物反应器的应用动物乳腺生物反应器可以应用于生产各种类型的乳制品，包括牛奶、羊奶、马奶等。
具体应用范围如下：1. 牛奶生产。
利用动物乳腺生物反应器提取牛乳蛋白、乳糖、矿物质和维生素等成分，生产高品质、高营养价值的牛奶。
2. 马奶生产。
动物乳腺生物反应器是提取马奶乳糖、抗体等重要成分的有效工具，可以帮助生产高品质、高技术含量的马奶。
3. 羊奶生产。
利用动物乳腺生物反应器提取羊乳蛋白、羊乳酸、羊乳钙等营养成分，生产高品质、高营养价值的羊奶。
此外，动物乳腺生物反应器还可以通过基因工程技术进行优良品种的育种，提高生物的产奶量和产奶质量，增加乳制品生产的效益。
第三篇：动物乳腺生物反应器的未来发展随着科技的不断发展，动物乳腺生物反应器的应用前景将会越来越广阔。
《动物生物反应器》教学大纲
《动物生物反应器》教学大纲课程名称：动物生物反应器课程编号：课程类别：专业方向课/必修课学时/学分：32/2开设学期：第五学期说明一、课程性质与说明1.课程性质专业方向课/必修课2.课程说明动物生物反应器是利用转基因活体动物，高效表达某种外源蛋白的器官，进行工业化生产功能蛋白质的技术。
目前随着人们对转基因技术的熟练应用和蛋白质基因表达调控认识的不断深入以及当前市场需求，人们利用动物生物反应器生产各种具有生物活性的产品，是当前生物技术的尖端和前沿研究项目，并向商业化阶段转变，显示了广阔的应用前景。
二、教学目标1.使学生熟悉动物生物反应器的基本原理，理解转基因动物的相关理论；2.拓展学生知识面，使学生对生物技术前沿有明确的认识，初步培养学生科研思维能力。
三、学时分配表章序章题讲授学时1绪论42动物生物反应器类型 43转基因动物的主要技术步骤74建立动物生物反应器模型的方法与技术85动物生物反应器应用实例76动物生物反应器存在的问题及发展前景2合计32 四、教学教法建议以讲授为主，课堂讨论与自学相结合，并辅以多媒体手段进行教学，在有限的学时数内，较为全面地介绍学科的基本理论和学科发展的前沿进展。
五、课程考核及要求1.考核方式：考试（√）2.成绩评定：记分制：百分制（√）成绩构成：总成绩=平时考核（30%）+ 期末考核（70%）。
本文第一章绪论教学目标使学生识记动物生物反应器的基本概念；知道生物反应器发展简史及其研究内容。
教学时数4学时教学内容一、动物生物反应器的基本概念二、生物反应器发展简史三、动物生物反应器主要研究内容教法建议讲授法考核要求识记动物生物反应器的概念；明确动物生物反应器的研究内容；了解动物生物反应器的简史。
第二章动物生物反应器类型教学目标使学生列举出动物生物反应器类型教学时数4学时教学内容第一节动物乳腺生物反应器第二节动物血液生物反应器第三节动物膀胱生物反应器第四节动物精液生物反应器第五节家禽生物反应器教法建议多媒体课件，讲授为主。
乳腺生物反应器
国内研究进展
20世纪80年代初，施履吉院士就提出乳腺生物反应器的构 想 ，并成功获得表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔 ，为 我国通过转基因动物的途径获得珍贵药物奠定了基础。
1995年，我国首次在小鼠乳腺中成功地表达了人的基因；
1996年10月上海医学遗传研究所与复旦大学合作研制成功的 能在乳腺中表达人凝血因子Ⅳ的转基因羊。
步骤
获取目的基因
构建基因表达载体（ 在基因前加特异表达的启动子）
显微注射导入哺乳动物受精卵中
形成胚胎
将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）
转基因动物生产红细胞生成素（ EPO ）
将EPO DNA分别以HindⅢ和BamHI酶切，回 收5.4kb的HindⅢ/BamHI片段，插入pGEM7zf(+)载体，再将867bp的BLG启动+)β-LG-EPO。通过显微注射方法得 到转基因小鼠，其乳腺中的EPO含量可达 0.5μg/ml。
生物活性与天然蛋白几乎完全一样,极易提纯。
应用
组织纤溶酶原激活剂(TPA)：由美国遗传技术公司开发的
血栓溶解剂，1987 年11月经联邦食品及药物管理局(FDA) 批准上市。1988年的销售额为1.5～1.6亿美元，1989年为 1.8～1.9亿美元。今后每年的市场销售额约为2～2.5亿美 元。
重组人抗凝血酶ii:世界上第一个动物乳腺生物反映器重组
动物乳腺生物反应器
转基因动物技术
转基因动物最诱人的前景是
作为生物反应器，利用它生
产人类所需要的生物活性产 品或药物，其常用方法是把 目的基因在血液循环系统、 唾液腺或乳腺等器官或组织 中表达，从而获得人类需要 的目的产物。
乳腺反应器
1 动物乳腺生物反应器的原理
动物乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术等，先将外源基因置于乳腺特异性调控序列之下，再将该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动物个体，通过回收乳汁获得表达产物。用转基因动物生产药用蛋白的基本过程提高外源基因表达量因在乳腺组织中特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区，即引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列。目前，用于转基因动物乳腺生物反应器的调控元件主要有B一乳球蛋白基因(BLG)调控序列、B一酪蛋白基因调控序列、乳清酸蛋白基因(WAP)调控序列和乳清白蛋白基因调控序列，这些乳腺组织特异性表达的调控元件可以跨越种属界限。转基因技术是制备乳腺生物反应器的核心技术。目前，制备乳腺生物反应器的转基因方法除了原核显微注射法外，还有逆转录病毒介导法、精子介导法、胚胎干细胞(ES)介导法、基因打靶、体细胞克隆等。各种转基因方法均有其独特的优点和各自的局限性，但原核显微注射法仍是主要的动物转基因方法。
特别值得一提的是，2006年6月份由全球最著名的动物乳腺生物反应器研发企韭美国GTC研制成功的世界上第1个利用转基因动物乳腺生物反应器生产的基因工程蛋白药物——重组人抗凝血酶Ⅲ(商品名为ATryn)的上市许可申请获得了欧洲医药评价署人用医药产品委员会肯定的批准意见。据估计该药的全球潜在市场每年高达1．5亿美元。20世纪80年代初，我国就已经开始了转基因动物和动物乳腺生物反应器的研究，国家对该领域的研究也给予了大力支持。1983年，中国科学院的施履吉院士首次在国内提出了乳腺生物反应器的构想，并成功获得了表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔，为我国通过转基因动物的途径获得珍贵药材打下了基础。1998年，国家在“863”计划中将“动物乳腺生物反应器研究”列为重大专项，加强了研究和开发的力度。目前，我国在动物乳腺生物反应器制药技术研究领域中已先后获得了转基因鼠、转基因绵羊、转基因山羊、转基因猪和转基因牛等，并且还获得了一批高效表达重组蛋白的转基因动物乳腺生物反应器。如2005年，在科技部“863”计划生物反应器重大专项的资助下，中国农业大学李宁教授领导的“高效表达人乳铁蛋白等药用保健蛋白的奶牛乳腺生物反应器”课题组与北京济普霖生物技术有限公司合作，经过4年的努力，首次在国际上利用体细胞克隆技术获得人乳铁蛋白转基因克隆牛和人仅一乳清白蛋白转基因克隆牛，其中人乳铁蛋白转基因克隆牛表达量达到3．4g／L，为世界上重组人乳铁蛋白在奶牛乳腺中最好的表达水平(3．0g／L)，而人仅一乳清白蛋白转基因克隆牛也获得1．5g／L的表达，接近国际最好水平，并且具有与天然蛋白相同的生物活性。
乳腺生物反应器操作流程
乳腺生物反应器操作流程Operating a bioreactor for breast tissue culture is a complex and delicate process that requires careful attention to detail and a thorough understanding of the biological processes involved.操作乳腺生物反应器进行乳腺组织培养是一个复杂而微妙的过程，需要对细节进行仔细的注意，并对涉及的生物过程有深入的理解。
First and foremost, it is crucial to ensure that the bioreactor is properly sterilized before introducing the breast tissue culture. This involves thorough cleaning of all components and surfaces that will come into contact with the culture medium, as well as the use of sterilizing agents or autoclaving where appropriate.首先，至关重要的是确保在引入乳腺组织培养之前，生物反应器已经得到了适当的消毒。
这涉及对所有与培养基接触的组件和表面进行彻底清洁，以及在适当的情况下使用消毒剂或高压灭菌。
Once the bioreactor is sterilized, the next step is to prepare the culture medium. This involves carefully measuring and mixing thenecessary components, such as growth factors, hormones, and nutrients, in the correct proportions to create an environment that is conducive to the growth and maintenance of breast tissue.一旦生物反应器被消毒，下一步是准备培养基。
乳腺生物反应器ppt课件
应用
组织纤溶酶原激活剂(TPA)：由美国遗传技术公司开发
的血栓溶解剂，1987 年11月经联邦食品及药物管理局 (FDA)批准上市。1988年的销售额为1.5～1.6亿美元， 1989年为1.8～1.9亿美元。今后每年的市场销售额约为2 ～2.5亿美元。
重组人抗凝血酶ii:世界上第一个动物乳腺生物反映器重
由于目的基因在动物基因中的 整合是随机的，因此包括整合位点、整合 的拷贝数等机制还不清楚。所以易发生调 节失控、遗传不稳定、表达率不高等问题。
转基因动物的成活率低
在目的基因的分离和改造，乳 腺特异表达载体的构建及转基因技术的关 键性技术上存在缺陷，无法保证对基因的 定点整合，因此转基因动物常会出现繁殖 力下降、胚胎早期死亡等各种生理及病理 缺陷 。
原理:
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多肽药物、工业 酶、疫苗和抗体等蛋白的技术。
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。
2005年，国家 “863”计划组利用转基因体细胞克隆技术 ， 分别获得了 转人乳铁蛋白、转人溶菌酶、转乳清白蛋白 等转人基因 蛋白，其中人乳 铁蛋白和人α-乳清白蛋白 是国际上首次 利用转基因克隆牛而获得的。 虽然我国在 该项技术上取得了较大进展，但还处于探索阶段，与国外 还有一定的差距。 自国家“863”计划对 “动物乳腺生 物反应器应用研究”立项后，逐步受到有关部门和企业界 的重视，研究和开发的力度加 强，前景非常乐观。
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国内研究进展
20世纪8Leabharlann 年代初，施履吉院士就提出乳腺生物反应器的构 想 ，并成功获得表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔 ，为 我国通过转基因动物的途径获得珍贵药物奠定了基础。
1995年，我国首次在小鼠乳腺中成功地表达了人的基因；
1996年10月上海医学遗传研究所与复旦大学合作研制成功的 能在乳腺中表达人凝血因子Ⅳ的转基因羊。
生物活性与天然蛋白几乎完全一样,极易提纯。
应用
组织纤溶酶原激活剂(TPA)：由美国遗传技术公司开发的
血栓溶解剂，1987 年11月经联邦食品及药物管理局(FDA) 批准上市。1988年的销售额为1.5～1.6亿美元，1989年为 1.8～1.9亿美元。今后每年的市场销售额约为2～2.5亿美 元。
重组人抗凝血酶ii:世界上第一个动物乳腺生物反映器重组
乳腺生物反应器的研究进展
国外研究进展
20世纪80年代末提出动物乳腺生物反应器的设想
1987年，Gordon等首次报道在小鼠的乳腺中表达了人的组织 纤溶酶原激活剂(tPA)基因。
1991年，WrightG等培育成乳腺特异表达人抗胰蛋白酶转基 因绵羊，表达水平高达35g/L，在世界范围内引起了极大的 轰动。
根据目的蛋白表 达部位的不同可
分为乳腺生物反 应器、血 液生物
反 应 器 、卵 生 物 反 应 器 、尿 生 物 反 应器、精 囊腺生物反应器、 唾液腺生物反应 器等。
乳腺生物反应器的原理及步骤 乳腺生物反应器的研究进展 乳腺生物反应器的优点及其应用 乳腺生物反应器的存在的问题
乳腺生物反应器的原理及步骤
乳腺生物反应器的优点及其应用
➢表达产物能充分修饰且具有稳定的生物活性
利用DNA重组技术的微生物来生产的药用蛋白,由 于细菌等微生物不能进行蛋白质合成后的加工, 因 而生物活性低, 并且具有免疫原性。
➢产品成本低,可以大规模生产
药物其效率是利用以大肠杆菌和动物细胞培养技术 的100倍
➢产品质量高,易提纯
步骤
转基因动物生产红细胞生成素（ EPO ）
将EPO DNA分别以HindⅢ和BamHI酶切，回 收5.4kb的HindⅢ/BamHI片段，插入pGEM7zf(+)载体，再将867bp的BLG启动子插入EPO 基因之前EcoR、ClaI位点，构建表达载体 pGEM-3zf(+)β-LG-EPO。通过显微注射方法得 到转基因小鼠，其乳腺中的EPO含量可达 0.5μg/ml。
转基因动物的成活率低
在目的基因的分离和改造，乳腺特异 表达载体的构建及转基因技术的关键性技 术上存在缺陷，无法保证对基因的定点整 合，因此转基因动物常会出现繁殖力下降、 胚胎早期死亡等各种生理及病理缺陷 。
安全性
动物体内虽然可以对外源蛋白进行翻译后修 饰，但由于牛、羊等家畜存在自身机体保护系统 可对所有外源性物质产生排斥反应，如出现蛋白 质水解等问题。 此外乳汁中可能含有的微生物及 不完全修饰的多肽都对产品的安全性构成了极大 的威胁，所以在分离过程中要去除所有可能引起 人类变态反应的蛋白质，同时对含量低的产物加 以纯化，才能得到与目的蛋白结构、功能和理化 特性相同的产品。 另外，要防止把动物性疾病传 染给人。
原理:
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多肽药物、工业酶、疫 苗和抗体等蛋白的技术。
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。
1991年，Brem等报道乳腺表达牛凝乳酶的转基因兔，表达 水平达到1～10g/L。
1992年，Ve-lande：等报道了乳腺表达人C蛋白的转基因猪， 表达水平达到1g/L以上。
目前，从转基因动物乳汁中提取的抗人胰蛋白酶、抗凝血酶 Ⅲ和人C蛋白等基因工程产品已进入临床试验阶段，并已初 步形成以转基因动物乳腺为主要生产手段的医药产业。
蛋白药物。重组人抗凝血酶iii具有抑制血液中凝血酶活性 ，预防和治疗急慢性血栓血塞形成，对治疗抗凝血酶缺失 症有显著效果。
2010年，转基因动物生产的重组蛋白产品销售额达 到350 亿美元，生产的药物将占整个基因工程药 物种类的90%以上。
乳腺生物反应器的存在的问题
目的基因在动物基因中的整合问题
由于目的基因在动物基因中的整合是 随机的，因此包括整合位点、整合的拷贝 数等机制还不清楚。所以易发生调节失控、 遗传不稳定、表达率不高等问题。
动物乳腺生物反应器
转基因动物技术
转基因动物最诱人的前景是
作为生物反应器，利用它生
产人类所需要的生物活性产 品或药物，其常用方法是把 目的基因在血液循环系统、 唾液腺或乳腺等器官或组织 中表达，从而获得人类需要 的目的产物。
加快家畜品种的改良 速度，提高肉、奶、 蛋的产量和品质，生 产珍贵的药用蛋白,为 大量患者造福。