中国将启动国际模式猪计划

中国已具备启动“模式猪计划”的基础设施、人才和技术等条件。图为我国第一只体细胞克隆猪（黑色）（资料图/图）

即将在中国启动的国际模式猪计划是一个雄心勃勃的研究项目。该项目将对猪的所有基因进行敲除研究，以便实现猪的模式动物化，为生命科学研究提供理论和技术支持。

11月10日，在北京召开的2017年中国工程院动物生物技术国际高峰论坛传出一个消息，中国将启动一项雄心勃勃的研究项目，国际模式猪计划（Pig Model Project，PMP）。这一项目将对猪所有基因进行敲除研究，建立完整的基因敲除猪表型品系，实现猪的模式动物化。该国际项目的科学咨询委员会主席将由2007年诺贝尔生理学或医学奖获得者、美国犹他大学教授马里奥·卡佩奇担任，该计划也得到美国、荷兰、法国、中国澳门等国家和地区科学家的热情响应。

“中国特别适合”

2017年中国工程院动物生物技术国际高峰论坛由中国工程院和中国农业大学联合主办，会议邀请包括马里奥·卡佩奇教授在内的22位国际知名科学家作了精彩的学术报告，这些科学家的研究主要集中在基因编辑技术、猪功能基因组、基因修饰猪制备、异种器官移植、疾病模型猪应用等领域。

中国农业大学校长孙其信在欢迎词中介绍道，中国农业大学已在猪模型研究领域开展了卓有成效的工作，先后利用我国特有猪品种资源培育出中国实验用小型猪新品系，培育出我国第一批体细胞克隆猪、转基因克隆实验小型猪，还利用基因工程技术建立了人多囊肾病、侏儒症等十多种模式猪，在国家发改委支持下，中国农业大学正在建设“猪表型与遗传研究”国家重大科技基础设施，在这些基础上，中国农业大学倡议启动国际模式猪计划，希望加强国际和国内合作，共同推动猪作为模式动物为生命科学研究做出新的贡献。

中国工程院副院长刘旭院士在致辞中则表示，模式动物在生命科学研究领域发挥了巨大作用，但是小鼠等小型模式动物已不能满足现代生命科学和医学研究的需要。由于器官生理、结构和功能等方面与人非常接近，猪非常适合用于人类疾病发生发展机理、转化医学、异种器官移植等研究，中国工程院支持启动国际模式猪计划，并对参与该计划的国内外科学家表示感谢。

马里奥·卡佩奇教授随后在大会主旨发言中指出，中国是世界上最大猪生产和消费国家，拥有丰富的猪遗传资源，也有一大批模式猪研究领域的优秀科学家，特别适合启动和领导国际模式猪计划。

计划的由来

据中国农业大学生物学院赵要风教授介绍，国际模式猪计划将主要借鉴国际基因敲除小鼠计划和国际小鼠表型分析计划的做法。

2005年8月7日，美国国立卫生研究院（NIH）宣布将投资5200万美元，启动基因敲除小鼠计划（Knockout Mouse Project），系统性依次破坏小鼠基因组中2万个基因中每个基因，建立基因敲除小鼠数据库。之后，基于相同目标的欧洲条件性基因突变小鼠项目（EUCOMM）、加拿大北美条件性基因突变小鼠项目（NorCOMM）和美国德克萨斯医学基因组研究计划（TIGM）等相继启动。为了避免重复工作，2007年3月，由这些研究计划和机构联合成立了国际基因敲除小鼠联盟（International Knockout Mouse Consortium，IKMC）。据《自然》杂志报道，到2011年，约有1.7万个小鼠基因已被IKMC成员敲除。

2011年9月，美国国立卫生研究院（NIH）又宣布成立国际小鼠表型分析联盟（IKPC），该联盟旨在基因敲除小鼠等大型科研计划的基础上，建立所有编码基因的条件性基因剔除小鼠，系统分析突变小鼠的发育、生理生化及病理表型，从而诠释哺乳动物编码基因的功能。该计划将分为2个阶段分步实施：第一阶段（2012－2016）分析5000个基因的基因剔除小鼠的表型，第二阶段（2017－2022）分析15000个基因的基因剔除小鼠的表型。目前该联盟共有来自11个国家的19个科研机构组成，包括中国的南京大学模式动物研究所和台湾国研院实验动物中心。美国国立卫生研究院、欧盟、英国医学研究理事会（MRC）、加拿大卫生部以及日本理化研究院（RIKEN）对该计划进行了资助。

小鼠作为模式动物，饲养成本低、操作简便等优势，已在动物功能基因、人类疾病发生机理等研究领域已发挥巨大作用，但是小鼠同样存在个体小、寿命短、与人类进化距离远等不足，并不能完全模仿人类疾病特别是癌症等慢性疾病的发生、发展过程。而猪作为大型模式动物，在寿命、体型、器官结构与功能等方面都比较适合模仿人类疾病，同时猪也是异种器官移植的主要供体，而猪基因功能阐明也将为猪新品种培育、疫病防控等提供重要支撑。

中国是世界上最大的生猪饲养和消费大国，每年肉猪生产和消费量约占全世界的一半，与此同时，我国也是世界上猪种质资源最丰富的国家，我国猪品种资源占世界的四分之一，拥有西藏小型猪、五指山小型猪、贵州小型猪等特色小型猪品种资源，因此中国政府非常重视这种涉及农业、医学和生命科学等交叉学科的基础研究。

2016年2月，“模式动物表型和遗传研究”国家重大科技基础设施建设项目已由国家发改委批准立项，同时得到北京市政府和云南省政府的支持。据赵要风教授介绍，项目总投资11.2亿元，其中中国农业大学牵头承担“猪表型和遗传研究设施”的建设任务，总投资7.6亿元，建设地点在河北省涿州市，中国科学院昆明动物所牵头承担“灵长类单位表型和遗传研究设施”的建设任务，总投资3.6亿元，建设地点在云南省昆明市，项目建设周期约5年。在该项目的基础上，启动和实施国际模式猪计划，既是“猪表型和遗传研究设施”项目的重要内容，也将充分发挥这一基础设施的功能。

中国政府决定投资7.6亿元，建设“猪表型和遗传研究”国家重大基础设施（资料图/图

据中国农业大学吴森教授介绍，国际猪模型计划将逐步对猪基因组几乎所有2万个基因进行敲除研究，培育相应的基因敲除猪表型品系，建立一个完善、免费的猪基因组突变数据库，相关成果将主要用于功能基因、遗传育种、新药验证、转化医学、异种器官移植等研究，该倡议得到美国、荷兰、法国、中国澳门以及国内猪模型研究领域科学家的热情响应，马里奥·卡佩奇教授将担任该国际计划的科学咨询委员会主席。

良好的基础

猪作为模式动物在国际上越来越受到重视，特别在人类疾病模型、药效学、异种细胞和器官移植等领域，中国也在这些领域加强研究，并逐步成立模式猪研究的主要国家。

从2005年开始，中国农业大学建立了猪的体细胞克隆、转基因、基因编辑技术平台，先后培育了多囊肾病、肌肉生长、侏儒病等基因工程模式猪。随后中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、中国科学院动物研究所、广州生物医药与健康研究院、南京医科大学、吉林大学、浙江大学和中山大学等研究人员相继培育出数十种人类疾病基因修饰克隆猪和异种移植模式猪，中南大学湘雅三医院则率先在国际上开展了猪胰岛细胞异种移植治疗I型糖尿病的临床试验，取得了不错的疗效。

国际上基因修饰模式猪研究也有很多中国科学家的参与，如美国哈佛大学遗传学家乔治·丘奇教授团队最近利用CRISPR/Cas9技术对猪细胞内的内源逆转录病毒（PEPV）基因进行了基因编辑，有望再次掀起猪的异种器官移植研究热情。从其9月发表在《科学》杂志的论文了解到，这项突破性研究有来自浙江大学、云南农业大学、第三军医大学、深圳市金新农科技股份有限公司的15位中国科学家参与，占共同作者的三分之二，乔治·丘奇教授也计划今后将更多地与中国科学家和研究机构合作，推进猪异种器官移植深入研究和应用。