人类功能基因研究

人类基因组计划中最受关注的莫过于对与人类重大疾病相关基因和具有重要生物学功能基因的克隆分离、功能鉴定与开发应用的研究。我国人类功能基因大规模研究获得重要进展，主要体现在以下方面：

1．中科院动物所开展新课题“家畜转基因乳腺反应器及克隆技术开发研究”。

现代生物科学告诉我们，包括癌症在内的许多疾病确实可以通过基因药物加以治疗，只是由于人类获取基因药物的手段目前还极少，产量也极有限，所以现在还不能真正应用于临床。而“家畜转基因乳腺反应器及克隆技术开发研究”项目就是要找到一条低成本、大规模生产基因药物的新路。我国该项目将分2步进行：第一步是将具有生物活性的供人使用的药品蛋白基因导入母牛体内并使其在牛乳汁中表达出来，从而建立起乳腺生物反应器，生产基因药物。之所以选用乳腺作为反应器，主要是因为乳腺细胞具有动物其他体细胞所不具备的分裂功能，从而较容易得到高表达的转基因动物个体。第二步则是通过克隆技术对用上述方法得到的动物个体进行无性繁殖，最终建立起“动物药品工厂”，这些基因药物将使目前被视为绝症的不少疾病有望治愈。

2．绘制人类下丘脑—垂体—肾上腺轴神经内分泌系统的基因表达谱。

2000年8月，我国科学家在国际上首次完成了人类下丘脑—垂体—肾上腺轴这一神经内分泌重要系统的基因表达谱的绘制。同时在下丘脑—垂体—肾上腺轴克隆了200条人类新基因。

科研人员通过研究发现，下丘脑—垂体—肾上腺轴对机体的神经内分泌调控及对免疫的影响有其内在的分子机制，下丘脑、垂体、肾上腺除分泌已知的激素外，还分泌一些其他的细胞因子或激素；在下丘脑—垂体—肾上腺轴的调节方面，肾上腺轴除存在长程反馈机制外，还有器官内的局部反馈，这样可能会精细地调节分泌激素。

研究同时发现，科学家从下丘脑—垂体—肾上腺轴克隆的200条人类新基因，可能与下丘脑—垂体—肾上腺轴的重要生理功能有关。

这项研究成果表明我国科学家为国际人类基因组计划的完成做出了新贡献。研究人员对人类新基因的克隆，不仅在识别人类新基因、构建人类基因组转录图、对基因组测序结果进行判定及诠释等方面具有重大理论意义，而且对我国生物技术和制药工业的发展有实际应用价值。

3．我国科学家对白血病的研究取得突破性进展。

我国科学家不仅在国际上首次成功地分离和克隆了若干新病毒基因，而且证实了新病毒基因在人急性白血病细胞中呈特异性表达。已克隆出病毒基因的4种常见白血病是：慢性粒细胞性白血病、急性早幼粒细胞性白血病、急性淋巴性白血病和急性粒细胞性白血病。

急性白血病是一类常见的严重危害人类健康的恶性肿瘤。有关资料显示，急性髓系白血病患者5年无病生存率不到20%。其主要原因在于病因与发病机理至今不详，无法制订有效的防治策略。1996年，我国科学家在国际上首次发现和证实人急性白血病细胞中含有新的逆转录病毒，同时首次揭示了新病毒颗粒的形态学特征和理化特性，并提出了人急性白血病逆转录病毒病因学学说。

这项成果将有助于深入研究人急性白血病病毒病因学和应用抗病毒疫苗防治白血病。病毒病因学一旦得到证实，人类白血病不仅有可能应用抗病毒疫苗得到预防，而且治疗手段也将从目前应用化疗杀细胞转向抗病毒治疗。

4．我国科学家已掌握基因打靶技术，将基因打靶技术应用于凝血调节机制的研究，建立了蛋白质Z缺失和凝血因子突变的动物模型。

基因打靶是一项高新生物技术，是指在生物体内诱发精确、定向的基因删除或替代，而不累及其他基因。它使人们能按照设计对哺乳动物细胞基因组进行定点、定量的改变，从而改变细胞或整体的遗传结构和特征。基因打靶现已经被证明为精确修饰基因组的最有效方法。

蛋白质Z是一种早在20世纪70年代就被提纯的维生素K依赖性血浆蛋白，在人体血液中含量很高。然而，对蛋白质Z的生理功用，多年来却一直是个谜。我国科学家应用普通基因删除和条件性基因替代技术，培育出具备蛋白质Z缺乏和凝血因子突变特征的遗传工程小鼠。经过2年多时间的艰苦探索，发现凝血因子的突变体会使人体内的凝血酶增加、导致血栓，而血栓的表型严重性会随着蛋白质Z的缺乏而逐步增加。同时，体外研究发现，人血浆凝血反应随着蛋白质Z浓度的降低而减弱。蛋白质Z与活化凝血因子在磷脂表面形成了钙离子依赖性复合物，并在“蛋白质Z依赖性蛋白酶抑制剂”的作用下，抑制活化凝血因子的活性。

这些研究成果的发现，在国际上第一次阐明了蛋白质Z在调节凝血过程中重要的生理功能，丰富了凝血调节机制理论。标志着我国科学家掌握了先进的基因打靶技术，在制备特殊的遗传工程动物模型方面走在了国际同行的前列。