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科学养猪的真正奥义,培养拯救人类的医学英雄

已有 3827 次阅读 2019-2-15 22:35 |系统分类:科普集锦


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不可否认,猪一直以来是好吃懒做、没用的代名词。

然而你知道吗?猪俨然是一座活生生的科学宝库。

 

在科学家眼里,它的全身上下都可能挖出新的科研宝藏。

不光有食品猪,还有模式猪、移植猪、材料猪等等。

 


甚至还有专门围绕猪来开展科研的“天蓬工程”。

在现代科学中,它是最理想和重要的实验动物之一,在医学等领域发挥重要作用。

 

要是再小瞧“二师兄”的用处,可能分分钟被打脸。

因为未来我们人类的器官都可能要从它身上来借.....



长久以来,猪就因其长相而被贴上各种负面的标签。

诸如蠢猪、笨猪、懒猪、死猪、肥猪等等。

 

似乎佩奇再优秀,也无法抹去这些根深蒂固的猪设。 

可实际上,猪并没有你想象的那么不堪。

 

相反,它身上有很多值得嘉许的地方。

比如猪有很强的学习和记忆能力,能够做到“过鼻不忘”。

 


别看猪那鼻子长得硕大笨拙,但却能嗅到地下1-2米深的东西。

它们完全有能力胜任狗的工作,比如帮助人们检查毒品、寻找物证破案等。


至于为什么没有专门的侦查猪,可能是因为它们不够苗条吧。

不光如此,它们还拥有很高的认知领悟能力。

 

只要稍加训练,它们能按人类的指令执行打鼓、游泳、原地旋转、直立推小车等任务。

 


只是作为最早被人类驯养的家畜之一,它们并没有太多机会发挥聪明才智。

整日被关在狭窄的猪圈里生活,长肥了就被宰杀,为人类所用。

 

除了猪肉能食用外,猪皮能制革,猪鬃能制毛刷,猪血能制颜料,猪油能制造肥皂,猪蹄可作雕刻原料,甚至猪粪可作肥料...


可以说,浑身上下没一处是无用的。



而在上万年的驯养过程中,猪成为与人类非常相似的一种动物。

科学家也果断抛弃了各种负面的猪设,将它视为一种理想的实验动物。

 

像“模式猪”就顺利出道了,并很快拥有重要的科研地位。

顾名思义,“模式猪”就是指用猪构建模拟人类疾病的模型。

 


我们常听到的经典模式动物是鼠、果蝇、斑马鱼。

可由于它们与人类进化距离相差较远等原因,并不能完全模仿人类疾病的发生过程。


但猪就不一样,它与人类的亲缘更近,有着与人类接近的解剖结构和生理功能等。


尤其是在消化系统、心血管系统、代谢过程等方面十分相似。

所以,拿猪作研究模型的科研价值是非常大的。

 


但你可能会疑惑,猪动不动就能长到几百斤。这体型研究不是特别费劲吗?

 

这倒不必担心,“模式猪”会选取成年体重在30公斤左右的小型猪来当实验品种。

它们拥有体型小、遗传稳定、易饲养、便于操作等特点。


同时还满足遗传稳定、个体间各项生理指标差异小等实验要求。

 


在我国利用基因工程技术建立了人多囊肾病、侏儒症、亨廷顿舞蹈症等十多种模式猪。

 

此外,人们还会以猪的器官为原料来提取许多药物。


如今临床医学上就有从猪心脏中提取的苹果酸脱氢酶、胸腺素肽、肌球蛋白等。还有从猪肝脏中提取的肝素、猪肝酯酶、卵磷脂等。


说不定,你正在吃的药里面就含有从猪身上提取出来的成分。

 

专门为亨廷顿式舞蹈症培养出来的“跳舞猪”

而用来提供生物材料、生物制品的猪又叫“材料猪”。

比如医疗上用猪皮保护烧伤创面,在一些手术中使用猪的眼角膜、心脏瓣膜。

 

甚至还用猪细胞生产的胰岛素帮助治疗糖尿病等。

更让你意想不到的是,猪身上的器官还能被制作成薄薄的一层纸。

 

只是此纸非彼纸,它不光能够折叠,还具备细胞的特性。

 


听起来就不可思议,但该项研究就发表在近年的《先进功能材料》上。

这种由器官制成的生物纸,甚至还能被冻结供以后使用。

 

就算是湿了,纸巾也能保持它们的机械性能。

如今科学家正在尝试将这种生物纸卷起来,折叠,切割,并缝合到器官组织上。


这样柔软的纸将有助于进行人体治愈伤口、疤痕修复或者补充癌症病人缺乏的激素。

  


不过,最厉害的还是“移植猪”。

科学家越来越喜欢找“二师兄”来作为异种器官移植的供体了。


目前全球许多患者在等待器官移植,但捐献的人体器官远不能满足需求。

很多患者往往在漫长的等待过程中就离开了世界。


正因如此,科学家早在上世纪60年代就探索着异种器官移植(Xenotransplantation),即是将动物的器官移植到人体内。


国际异种移植协会的logo


而首选的器官供体就是人类的近亲灵长类动物。

 

当时,外科医生尝试着黑猩猩的器官移植给人类,但手术都以失败告终。

如今,人们才发现拿灵长类动物当供体面临着各种问题。

 

比如存在物种间的疾病传播,易产生排异反应,以及生长周期长等。

在这种情况下,其貌不扬的猪成为了科学家的第二个选择。



上文提到在解剖学结构上,猪心脏和人的很相似。

又因为物种关系相对较远,疾病传播的可能性降低了很多。

 

从上世纪90年代,科学家就尝试进行猪的异种器官移植。 

但试验发现,猪器官在人体内不仅存在免疫排斥问题,还可能有“毒”性。

 

原来在猪基因组里含有内源性逆转录病毒。

要想确保“移植猪”的安全性,那就得先让它没有毒。

 


基因编辑技术让这一想法成为了现实。

 

2017年,哈佛大学博士后杨璐菡等人成功培育除了世界首批内源性逆转录病毒被灭活的猪。


这解决了将猪作为器官移植供体的生物安全性问题,异种器官移植技术又迈出了重要的一步。



2018年12月底,德国慕尼黑大学布鲁诺·瑞切特实验室的4只狒狒成功植入了猪的心脏了。


它们在接受猪心脏移植后,存活时间均超过了90天。

其中最长的一只存活了195天,远超过非人类灵长动物异种心脏移植的记录。

 

这项研究发表出版在12月《自然》的期刊上。这也意味着未来猪的异种移植可能会成功。

 

 

试想一下,假如你的心脏正在衰竭,焦急地等待一颗新的心脏。


好不容易等到合适的供体,医生此时却打电话告诉你:捐赠者不是人,而是一头猪。


这听起来像科幻桥段,但这还真可能就在不远的将来就会实现了。

不妨畅想一下,真将猪的心脏移植给人类,世界会变成什么样子?

 


肥猪们或许不会因成为器官捐赠者高兴地四处打滚,但养猪的人可能会乐开了花。

因为当它们成为心脏移植手术的供体后,或许能比现在卖上一个更好的价钱。

 

但如果未来身边的亲人胸腔里正跳动着一颗“猪心”,那么我们会不会对餐桌上猪排猪肉会有些忌惮?


当身份卑微的猪变成了能挽救人类生命的英雄后,我们与猪之间的关系是否会发生变化?



对于这一系列的问题,想必每个人都能给出不同的答案。


能确定的是,这种方式带来的道德困境还是小于所谓的“救命宝宝”。

比如为了给病重的孩子提供救命的器官而专门再生一个孩子。


毕竟猪原本就是用来供人类利用的动物。

而随着科学家日后找到引发排异反应的基因,并将其换成人类可以容忍的基因后,也具备了一些人类的属性。



看到这里,有没有改变你对猪的刻板印象呢?


由于猪在科研发展上具有的重大价值,所以在我国“模式动物表型与遗传研究设施”的大项目中,关于猪的部分也被称作“天蓬工程”。


该名字来源于妇孺皆知的‘天蓬元帅’,寓意是帮人类撑起一顶抵御某些疾病风险的‘天蓬’。


而摒弃了对猪的偏见之后,我们也希望猪年猪仔能带来更多的好运和惊喜。

正如段子里唱的的“猪年摸猪头,万事不用愁;猪年摸猪腿,顺风又顺水....."

 


*参考资料

Deschamps JY, Roux FA, Sa? P, Gouin E.History ofxenotransplantation. Xenotransplantation. 2005 Mar; 12(2):91-109.

Cooper DK, Ekser B, Ramsoondar J, Phelps C,Ayares D. The role of genetically engineered pigs in xenotransplantationresearch. J Pathol. 2016 Jan;238(2):288-99. doi:10.1002/path.4635. Epub 2015Oct 7.

器官移植:你能接受一颗猪心吗? 弗兰克·斯温(Frank Swain) BBC新闻网

科普:猪年说猪。来源于新华网  2019-02-04 

跨物种心脏移植!猪心脏在狒狒体内成功跳动195天,距人体试验仅一步之遥 作者: 杨心舟来源: 环球科学(huanqiukexue.com)2018年12月10日





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