来自巴西南部的一头不起眼的棕色牛创造了历史，成为第一头能够在牛奶中产生人类胰岛素的转基因奶牛。由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和

　　圣保罗大学圣保罗分校的研究人员领导的这一进展，可能预示着胰岛素生产的新时代，有一天，糖尿病患者的药物短缺和高成本将被消除。

　　他还隶属于卡尔伊利诺伊医学院、格兰杰工程学院、兽医学院、贝克曼研究所和卡尔R.伍斯基因组生物学研究所。

　　惠勒是《生物技术杂志》上一篇新研究的主要作者，该研究描述了生产胰岛素的奶牛的发展，这是一项概念验证成果，在经过额外的测试和FDA的批准后，可能会扩大规模。

　　惠勒在巴西的同事插入了一段编码胰岛素原的人类DNA;胰岛素-活性形式的蛋白质前体;注入10个牛胚胎的细胞核。在巴西，这些基因被植入正常奶牛的子宫，并诞生了一头转基因小牛。由于最新的基因工程技术，人类DNA被靶向表达-;基因序列被读取并翻译成蛋白质产物的过程-;只存在于乳腺组织中。

　　惠勒说:“过去，我们只是把DNA塞进去，希望它能在你想要的地方表达。”“现在我们可以更具战略性和针对性。使用乳腺组织特有的DNA结构意味着牛的血液或其他组织中没有人类胰岛素循环。它还利用了乳腺产生大量蛋白质的能力。”

　　当奶牛成熟后，研究小组试图使用标准的人工授精技术使其受孕，但没有成功。相反，他们用激素刺激她的第一次泌乳。泌乳产奶，但产奶量比成功怀孕后要少。然而，令人惊讶的是，在牛奶中可以检测到人类胰岛素原和胰岛素。

　　“我们的目标是制造胰岛素原，将其纯化成胰岛素，然后从那里开始。但这头牛基本上是自己加工的。她产生的生物活性胰岛素与原胰岛素的比例约为3:1，”惠勒说。“乳腺是一个神奇的东西。”

　　胰岛素和胰岛素原需要提取和纯化才能使用，在牛奶中以每升几克的速度表达。但由于泌乳是由激素诱导的，泌乳量比预期的要小，研究小组不能确切地说一次典型的泌乳会产生多少胰岛素。

　　保守地说，如果一头牛每升能产生1克胰岛素，而一头典型的荷斯坦奶牛每天能产生40到50升胰岛素，那就有很多胰岛素了。尤其是考虑到胰岛素的典型单位等于0.0347毫克。

　　惠勒说:“这意味着每克相当于28,818单位的胰岛素。”“这只是一升;荷斯泰因每天可以生产50升。你可以自己算算。”

　　研究小组计划重新克隆这头奶牛，并乐观地认为，他们将在下一代的怀孕和完整的哺乳周期中取得更大的成功。最终，他们希望创造出转基因公牛与雌性交配，创造出转基因后代，可以用来建立一个特定的畜群。惠勒说，即使是一小群人也能很快胜过现有的方法。转基因酵母和细菌-;生产胰岛素，而且不需要建立高科技的设施或基础设施。

　　惠勒说:“要在牛奶中大量生产胰岛素，你需要专门的、健康状况良好的设施，但对于我们成熟的乳制品行业来说，这没什么特别的。”“我们知道我们在对奶牛做什么。”

　　在转基因奶牛能够为全世界的糖尿病患者提供胰岛素之前，需要一个有效的系统来收集和纯化胰岛素产品，并获得FDA的批准。但惠勒相信这一天终将到来。

　　他说:“我可以预见，在未来，一个100头的畜群，相当于伊利诺伊州或威斯康星州的一个小型奶牛场，就能生产出全国所需的所有胰岛素。”“还有更大的牛群?”你可以在一年内制造出全世界的供应量。

　　这项名为“转基因牛牛奶中人类胰岛素原的产生”的研究发表在《生物技术杂志》上[DOI: 10.1002/biot.202300307]。这项研究得到了国家科学技术发展委员会(CNPq)的支持[批准号:245886/2012-5];联巴观察团北巴拉那大学;以及美国农业部国家粮食和农业研究所的多州研究基金[项目编号。w - 4171]。