乳腺组织特异性表达系统

一、乳腺组织特异性表达系统

在哺乳动物的乳汁中表达和生产外源蛋白质有许多优势，第一，乳汁是最丰富的蛋白质资源，蛋白质含量高（30～60g／L），一头乳牛1年可产乳蛋白150～300kg，一只山羊或绵羊1年可产乳蛋白25～30kg，一只小小的家兔一年可产乳蛋白达到3～5kg，外源基因在乳腺中的表达只要达到乳蛋白的1％，总量是十分可观的；第二，乳腺是一个自我封闭的系统，表达的蛋白质绝大部分不会回到血液循环，避免了大量表达外源蛋白质对动物健康造成的危害；第三是哺乳动物细胞可以对外源蛋白质进行正确和复杂的翻译后修饰和加工，如糖基化、羟基化和羧基化等，产品的生物学活性接近天然产品；第四是动物乳腺表达的外源基因可以通过生殖遗传给后代，一旦获得高产转基因动物个体，通过畜牧繁殖技术可以比较容易扩大群体，因而放大过程容易，易于产业化；第五是乳汁收集容易，目标产品分离纯化相对方便。

编码乳蛋白的基因如αS1－酪蛋白基因、β^－酪蛋白基因、α－乳清蛋白基因、β^－乳球蛋白基因和乳清酸蛋白（WAP）基因都已分离、克隆和得到广泛研究。用这些基因的启动子构建的外源基因表达载体不仅可以在乳汁中表达乳中原有的蛋白质，也可以表达外源蛋白质。利用乳蛋白基因启动子可以实现外源基因在乳腺组织的特异表达。除乳蛋白启动子外，还需要研究启动子近端和远端的增强子和调控序列，甚至包括乳蛋白基因活动的主控区（LCR DNA序列）。另外，整合位点附近的序列对表达水平也有很大影响（“位置效应”）。

乳腺组织特异表达系统被用于大规模生产有治疗、保健、营养或生化试剂作用的多肽或蛋白质即为乳腺生物反应器。转基因动物乳腺生物反应器生产医药产品前景广阔，几种血液蛋白产品在美国的年市场达到25亿美元，除血液蛋白质外，还有许多蛋白质、酶和食品添加剂需要乳腺生产，市场前景不可估量。