转人β防御素3基因牛奶对小鼠消化系统和生殖系统的影响

发布时间：2017-12-16 21:34

  本文关键词：转人β防御素3基因牛奶对小鼠消化系统和生殖系统的影响

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【摘要】：近十几年,转基因技术飞速发展,在医学、工业、基础研究等领域都得到广泛应用。在动物科学方面,转基因技术主要用来抗病育种、研制动物生物反应器、提高改善动物生产性能、制作动物疾病模型等。在获得的转基因产品中,有一大部分是作为潜在的食品。对于转基因产品是否拥有和传统产品一样的营养价值以及是否会对人体健康造成不利影响成为人们关心和争论的问题。根据实质等同性、个案分析、逐步深入的安全评价原则,不同国家和组织对于转基因产品的安全评价建立了相应的评价法规和准则。一般而言,转基因产品的安全评价主要包括转基因产品的营养成分分析,蛋白变应原分析,以及毒理学研究。安全评价过程中,转基因产品的非预期效应也需要考虑在内。30天或90天饲喂实验是毒理学研究常采取的研究方式,也是研究作为食品的转基因产品非预期效应最直接方法。为防治奶牛乳腺炎,本课题组将具有广谱抗菌作用的人β防御素3(Human Beta-Defensin-3,HBD3)基因插入奶牛基因组,由此方法生产的转基因奶牛能通过乳腺特异分泌HBD3,大大增加对奶牛乳腺炎的抵抗作用。因此,作为奶牛主要产品的牛奶中就含有HBD3。由于牛奶组成成分的改变,我们需要在转HBD3基因牛奶进入市场之前评价其是否与传统牛奶一样安全。实现从转基因动物研制到产品安全性检测的整个转基因技术链条的完整性。基于以上研究内容,本实验对转HBD3基因牛奶的生物安全作了安全评价,获得以下结果:1.本实验将转HBD3基因牛奶和普通牛奶均按30%(w/w)和10%(w/w)的浓度分别添加到鼠粮中对C57BL/6小鼠和SD大鼠进行90天分组饲喂。C57BL/6小鼠和SD大鼠的基本生理指标(包括体重、摄食、血液生化指标、脏器比重和脏器组织病理学结果)进行了检测。结果显示饲喂含转HBD3基因牛奶鼠粮和饲喂含普通牛奶鼠粮、单纯AIN93G鼠粮的小鼠和大鼠各组间体重和摄食都无明显差异。血液生化指标检测中各组多数指标不存在显著性差异,少量指标虽然在不同饲喂组间存在差异,但都处于相同日龄实验动物的正常范围值内。脏器比重除C57BL/6公鼠30G组的脾脏比重显著高于C组外,其他均不存在显著差异。不同鼠粮饲喂组的脏器组织病理学结果显示均无明显病理学变化。转HBD3基因牛奶未对C57BL/6小鼠和SD大鼠的基本生理健康造成不利影响。2.消化系统最早接触食物,并且参与机体代谢反应、营养吸收和免疫调节等功能,是机体的重要组成部分。本实验对饲喂90天含30%和10%的转HBD3基因牛奶的鼠粮的C57BL/6小鼠的消化系统相关结构和功能进行检测,具体包括:转HBD3基因牛奶的体外模拟消化;小鼠胃排空能力;肠道渗透性功能;肠道菌群组成分析和基因水平转移检测。结果显示转HBD3基因牛奶在模拟胃液中极不稳定,易于消化。转HBD3基因牛奶对小鼠胃排空能力和肠道渗透性功能没有造成不利影响。30G、30N、10G、10N和C组小鼠各段菌群组成具有可比性,且各肠段优势菌群组成基本相同。30G和10G组小鼠肠道菌群和主要脏器组织中未检测到外源基因HBD3及转基因动物打靶载体片段HBD3-CSN。3.生殖系统是机体产生生殖细胞,繁殖新个体,完成机体生命延续,遗传信息传递的机体重要组成部分。转基因产品的生殖毒性评价是转基因产品安全评价的重要内容。本实验对90天饲喂含30%和10%的转HBD3基因牛奶鼠粮的C57BL/6小鼠的生殖器官比重和组织病理学结果,精子畸形率,以及影响精子生成和卵泡发生的关键基因cyclin A1、Usp9Y、Wnt4和Gdf-9的mRNA表达水平进行检测。另外对饲喂含30%和10%的转HBD3基因牛奶鼠粮的C57BL/6小鼠进行多代繁殖实验。结果显示30G、30N、10G、10N和C组小鼠生殖器官比重和组织病理学无明显差异。精子畸形率各组无明显差异,均处于正常范围内。cyclin A1、Usp9Y、Wnt4和Gdf-9基因的mRNA表达水平无明显差异。饲喂转HBD3基因牛奶的小鼠连续繁殖四代,各代小鼠均无畸形,生长发育良好,亲代和子代的繁殖性能均未受损。总之,在以上检测范围内均未发现转HBD3基因牛奶对机体造成不利影响。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S879.1

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