“天蓬工程”将在河北涿州启用 揭秘世界首个大型实验猪设施
猪作为人们常见的一种动物，能为生命科学研究做出什么贡献？在河北保定涿州市国家农业科技园，有一项专门围绕猪来开展科研和成果孵化的“天蓬工程”，即模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施项目。金秋时节，该项目基建工程已进入竣工验收环节，预计九月中旬完成，之后将根据设备安装情况陆续投入使用。
“模式动物表型与遗传研究设施 ”是我国“十二五”规划的重大科技基础设施，主要目的是开展大型模式动物表型性状的精确测定和遗传研究，解析生命规律，为疾病治疗、医药研发、动物育种等领域提供重大平台支撑。由中科院昆明动物研究所承建灵长类设施；由中国农业大学承建猪设施即“天蓬工程”。作为目前世界上最大的以猪为模式动物的大科学设施，项目建成后，将确立我国在国际上大型模式动物表型和遗传研究领域的领先地位。
为什么选用猪作为模式动物？“天蓬工程”能做什么？如何保证猪这种模式动物发挥最佳效能？记者日前采访了“天蓬工程”项目负责人、中国农业大学模式动物重大设施建设办公室主任张树川，对此一一揭秘。
为什么选用猪作为模式动物？
模式动物指的是研究人员选定的特定动物物种，用于开展科学研究，揭示某种具有普遍规律的生命现象，主要应用于生命科学、人类医药和健康等领域。
过去，在生命医学研究领域常常选用小白鼠作为实验对象，它成本低、繁殖快、饲养容易。为何“天蓬工程”项目选中了猪？“随着科学的发展，科研人员慢慢发现，在一些疾病、药物等方面的研究中，由于小鼠和人的差异比较大，很多研究成果无法适用，甚至研制的新药会产生很强的副作用。”张树川解释说，从组织器官形态、生理调控方式、行为模式及遗传调控机制等多个方面，猪均与人类十分相近，包括体重、心脏大小、心跳次数和人都差不多，是目前国际上认可的心血管疾病、代谢性疾病和器官移植研究的重要模型。
“猪驯化历史悠久，遗传资源丰富，饲养方便，繁殖周期短，适合大规模生产，而且不存在伦理问题，是目前比较合适的模式动物。”张树川表示，猪作为大型模式动物是研究人类生命活动规律的重要参考和活体样本，是突破现有模式动物研究瓶颈的新途径。
“天蓬工程”能做什么？
“相对小白鼠，‘大师兄’和‘二师兄’和人更为接近，当前用猴子、小型猪做实验的需求也越来越大，在我们的设施中，它们的用途互为补充。”张树川介绍，猴子作为模式动物多用于神经性、传染性疾病等方面的研究；而猪作为模式动物，多用在心血管疾病、代谢性疾病等方面的研究。
据介绍，该项目将支撑猪作为模式动物在人类疾病模型、器官移植、药物评价等方面的研究。目前，科研人员已获得了动脉粥样硬化、多囊肾、先天性心肌肥厚等人类疾病模型猪，研发了解决基因组选择育种中低深度测序全基因组基因分型技术，将在设施深入开展生命科学基础研究、疾病机制解析、异种器官创制、种质资源创新等研究。
此外，涿州的猪表型与遗传研究设施建成后，还将在分子育种方面，为我国自主育成优质、抗病的商品猪提供科研基础。
“天蓬”如何发挥最佳效能？
“天蓬工程”所养的猪并非普通的猪。据了解，“天蓬工程”选取的实验猪“农大4系”是名副其实的“混血儿”，它们的父母一方来自中国本土，另一方从欧洲远渡重洋而来，精心培育之后，重量只有50公斤左右。
这些实验猪根据对微生物、寄生虫的控制程度，分为普通级和SPF（没有携带特定的病原）级实验猪。“在生物医学研究、疫苗制造、异种器官移植等方面，都需要用到SPF实验猪。”张树川介绍，养这样的猪，需要在屏障设施中饲养，要求与外界隔离，在具备普通实验猪空调饲养环境的基础上，SPF实验猪的饲养环境中搭载了新风系统，空气经三级过滤净化后才能进入屏障设施之内。外来物品要经过严格的消毒灭菌，保障洁净的环境条件。此外，项目还搭建了猪的“三甲医院”，购置最前沿高端的医疗设备，人到医院做的检测在这里猪都能做到。
“实验猪有严格的饲养标准，不同发育阶段有不同的营养配方，保证满足动物蛋白和能量需要，每天保证定时定量的投喂，做到实验动物的标准化培育。”张树川告诉记者，这样做的目的是为了消除个体差异，尽量保证每一头猪的生理状态一致，保证每一头猪表型和遗传的标准化。