Использование трансгенных животных в биотехнологии: перспективы и проблемы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В течение последних 20 лет предпринимались многочисленные попытки использования животных для производства рекомбинантных белков человека и моноклональных антител. Однако только недавно на рынке появились два первых терапевтических препарата, полученных из молока трансгенных животных: С1-ингибитор (Ruconest) и антитромбин (ATryn). Это позволяет надеяться на доведение в ближайшем времени до практического применения большего числа новых рекомбинантных белков, созданных с помощью этой технологии. В настоящем обзоре описаны способы получения трансгенных животных, обсуждаются преимущества и недостатки их использования для производства рекомбинантных белков человека и моноклональных антител.

Об авторах

O. Г. Максименко

Институт биологии гена РАН

Email: georgiev_p@mail.ru
Россия

A. В. Дейкин

Институт биологии гена РАН

Email: georgiev_p@mail.ru
Россия

Ю. M. Ходарович

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: georgiev_p@mail.ru
Россия

П. Г. Георгиев

Институт биологии гена РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: georgiev_p@mail.ru
Россия

Список литературы

  1. Demain A.L., Vaishnav P. // Biotechnology Advances. 2009. V. 27. P. 297-306.
  2. Durocher Y., Butler M. // Curr. Opin. Biotech. 2009. V. 20. P. 700-707.
  3. Hammer R.E., Brinster R.L., Rosenfeld M.G., Evans R.M., Mayo K.E. // Nature. 1985. V. 315. P. 413-416.
  4. Dyck M.K., Lacroix D., Pothier F., Sirard M.A. // Trends Biotechnol. 2003. V. 21. P. 394-399.
  5. Echelard Y. // Curr. Opin. Biotechnol. 1996. V. 7. P. 536-540.
  6. Houdebine L.-M. // Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis. 2009. V. 32. P. 107-121.
  7. Redwan el-R.M. // J. Immunoassay Immunochem. 2009. V. 30. P. 262-290.
  8. Rudolph N.S. // TIBTEC H. 1999. V. 17. P. 367-374.
  9. Soler E., Thepot D., Rival-Gervier S., Jolivet G., Houdebine L.-M. // Reprod. Nutr. Dev. 2006. V. 46. P. 579-588.
  10. BIOPHARMA: Biopharmaceutical Products in the US and European Markets. http://biopharma.fmsdb.com/biopharma7. lasso?S=index&DB_test=DD&-nothing
  11. Vàzquez-Salat N., Salter B., Smets G., Houdebine L.-M. // Biotechnology Advances. 2012. . V. 30. № 6. P. 1336-1343.
  12. Kues W.A., Niemann H. // Prev. Vet. Med. 2011. V. 102. P. 146-156.
  13. Goldman I.L., Kadullin S.G., Razin S.V. // Med. Sci. Monit. 2004. V. 10. P. RA274-285.
  14. Wilmut I., Schnieke A.E., McWhir J., Kind A.J., Campbell K.H. // Nature. 1997. V. 385. P. 810-813.
  15. Echelard Y., Williams J.L., Destrempes M.M., Koster J.A., Overton S.A., Pollock D.P., Rapiejko K.T., Behboodi E., Masiello N.C., Gavin W.G., et al. // Transgenic Res. 2009. V. 18. P. 361-376.
  16. Yang P., Wang J., Gong G., Sun X., Zhang R., Du Z., Liu Y., Li R., Ding F., Tang B., et al. // PLoS One. 2008. V. 3. P. e3453.
  17. Whyte J.J., Prather R.S. // Mol. Reprod. Dev. 2011. V. 78. P. 879-891.
  18. Zhang Y., Yang Z., Yang Y., Wang S., Shi L., Xie W., Sun K., Zou K., Wang L., Xiong J., et al. // J. Mol. Cell Biol. 2011. V. 3. P. 132-141.
  19. Honaramooz A., Yang Y. // Vet. Med. Int. 2010. pii: 657860.
  20. Garrels W., Mátés L., Holler S., Dalda A., Taylor U., Petersen B., Niemann H., Izsvák Z., Ivics Z., Kues W.A. // PLoS One. 2011. V. 6. P. e23573.
  21. Shi G., Chen H., Wu X., Zhou Y., Liu Z., Zheng T., Huang P. // Transgenic Res. 2009. V. 18. P. 573-582.
  22. Goldman I.L., Georgieva S.G., Gurskiy Ya.G., Krasnov A.N., Deykin A.V., Popov A.N., Ermolkevich T.G., Budzevich A.I., Chernousov A.D., Sadchikova E.R. // Biochem. Cell Biol. 2012. V. 90. P. 513-519.
  23. van Berkel P.H., Welling M.M., Geerts M., van Veen H.A., Ravensbergen B., Salaheddine M., Pauwels E.K., Pieper F., Nuijens J.H., Nibbering P.H. // Nat. Biotechnol. 2002. V. 20. P. 484-487.
  24. Zhang J., Li L., Cai Y., Xu X., Chen J., Wu Y., Yu H., Yu G., Liu S., Zhang A., et al. // Protein Expression and Purification. 2008. V. 57. P. 127-135.
  25. Platenburg G.J., Kootwijk E.P., Kooiman P.M., Woloshuk S.L., Nuijens J.H., Krimpenfort P.J.A., Pieper F.R., de Boer H.A., Strijker R. // Transgenic Res. 1994. V. 3. P. 99-108.
  26. Deykin A.V., Ermolkevich T.G., Gursky Y.G., Krasnov A.N., Georgieva S.G., Kuznetsov S.L., Derevyanko V.G., Novikova N.I., Murashev A.N., Goldman I.L., et al. // Dokl. Biochem. Biophys. 2009. V. 427. P. 195-198.
  27. Tong J., Wei H., Liu X., Hu W., Bi M., Wang Y., Li Q., Li N. // Transgenic Res. 2011. V. 20. P. 417-419.
  28. Maga E.A., Shoemaker C.F., Rowe J.D., BonDurant R.H., Anderson G.B., Murray J.D. // J. Dairy Sci. 2006. V. 89. P. 518-524.
  29. Maga E.A., Anderson G.B., Huang M.C., Murray J.D. // Transgenic Res. 1994. V. 3. P. 36-42.
  30. Wang J., Yang P., Tang B., Sun X., Zhang R., Guo C., Gong G., Liu Y., Li R., Zhang L., et al. // J. Dairy Sci. 2008. V. 91. P. 4466-4476.
  31. Kabotyanski E.B., Rijnkels M., Freeman-Zadrowski C., Buser A.C., Edwards D.P., Rosen J.M. // J. Biol. Chem. 2009. V. 284. P. 22815-22824.
  32. Choi T., Huang M., Gorman C., Jaenisch R. // Mol. Cell. Biol. 1991. V. 11. P. 3070-3074.
  33. Whitelaw C.B., Archibald A.L., Harris S., McClenaghan M., Simons J.P., Clark A.J. // Transgenic Res. 1991. V. 1. P. 3-13.
  34. Girod P.A., Zahn-Zabal M., Mermod N. // Biotech. Bioeng. 2005. V. 91. P. 1-11.
  35. Girod P.A., Nguyen D.Q., Calabrese D., Puttini S., Grandjean M., Martinet D., Regamey A., Saugy D., Beckmann J.S., Bucher P., et al. // Nat. Methods. 2007. V. 4. P. 747-753.
  36. Benton T., Chen T., McEntee M., Fox B., King D., Crombie R., Thomas T.C., Bebbington C. // Cytotechnology. 2002. V. 38. P. 43-46.
  37. Kwaks T.H.J., Barnett P., Hemrika W., Siersma T., Sewalt R.G., Satijn D.P., Brons J.F., van Blokland R., Kwakman P., Kruckeberg A.L., et al. // Nat. Biotech. 2003. V. 21. P. 553-558.
  38. Kwaks T.H.J., Otte A.P. // Trends Biotechnol. 2006. V. 24. P. 137-142.
  39. Recillas-Targa F., Valadez-Graham V., Farrell C.M. // BioEssays. 2004. V. 26. P. 796-807.
  40. Maksimenko O., Chetverina D., Georgiev P. // Genetika. 2006. T. 42. C. 845-857.
  41. Herold M., Bartkuhn M., Renkawitz R. // Development. 2012. V. 139. P. 1045-1057.
  42. Chung J.H., Bell A.C., Felsenfeld G. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P. 575-580.
  43. Bell A.C., West A.G., Felsenfeld G. // Cell. 1999. V. 98. P. 387-396.
  44. West A.G., Huang S., Gaszner M., Litt M.D., Felsenfeld G. // Mol. Cell. 2004. V. 16. P. 453-463.
  45. Dickson J., Gowher H., Strogantsev R., Gaszner M., Hair A., Felsenfeld G., West A.G. // PLoS Genetics. 2010. 6:e1000804.
  46. Giles K.E., Gowher H., Ghirlando R., Jin C., Felsenfeld G. // Cold Spring Harbor Symp. Quantitative Biol. 2010. V. 75. P. 1-7.
  47. Giraldo P., Martinez A., Regales L., Lavado A., Garcia-Diaz A., Alonso A., Busturia A., Montoliu L. // Nucl. Acids. Res. 2003. V. 31. P. 6290-6305.
  48. Giraldo P., Rival-Gervier S., Houdebine L.-M., Montoliu L. // Transgenic Res. 2003. V. 12. P. 751-755.
  49. Potts W., Tucker D., Wood H., Martin C. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000. V. 273. P. 1015-1018.
  50. Rival-Gervier S., Pantano T., Viglietta C., Maeder C., Prince S., Attal J., Jolivet G., Houdebine L.-M. // Transgenic Res. 2003. V. 12. P. 723-730.
  51. Chandler K.J., Chandler R.L., Broeckelmann E.M., Hou Y., Southard-Smith E.M., Mortlock D.P. // Mamm. Genome. 2007. V. 18. P. 693-708.
  52. Tong J., Lillico S.G., Bi M.J., Qing T., Liu X.F., Wang Y.Y., Zheng M., Wang M., Dai Y.P., Bruce C., Whitelaw A., Li N. // Transgenic Res. 2011. V. 20. P. 933-938.
  53. Saidi S., Rival-Gervier S., Daniel-Carlier N., Thépot D., Morgenthaler C., Viglietta C., Prince S., Passet B., Houdebine L.-M., Jolivet G. // Gene. 2007. V. 401. P. 97-107.
  54. Saux A.L., Houdebine L.-M., Jolivet G. // Transgenic Res. 2010. V. 19. P. 923-931.
  55. van Keuren M., Gavrilina G., Filipiak W., Zeidler M., Saunders T. // Transgenic Res. 2009. V. 18. P. 769-785.
  56. Burnouf T. // Vox. Sanguinis. 2011. V. 100. P. 68-83.
  57. Lubon H. // Biotechnol. Annu. Rev. 1998. V. 4. P. 1-54.
  58. Parker M.H., Birck-Wilson E., Allard G., Masiello N., Day M., Murphy K.P., Paragas V., Silver S., Moody M.D. // Protein Expr. Purif. 2004. V. 38. P. 177-183.
  59. Huang Y.J., Huang Y., Baldassarre H., Wang B., Lazaris A., Leduc M., Bilodeau A.S., Bellemare A., Côté M., Herskovits P., et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007. V. 104. P. 13603-13608.
  60. Ko J.H., Lee C.S., Kim K.H., Pang M.G., Koo J.S., Fang N., Koo D.B., Oh K.B., Youn W.S., Zheng G.D., et al. // Transgenic Res. 2000. V. 9. P. 215-222.
  61. Lee C.S., Lee D.S., Fang N.Z., Oh K.B., Shin S.T., Lee K.K. // Reprod. Dev. Biol. 2006. V. 30. P. 293-299.
  62. Edmunds T., van Patten S.M., Pollock J., Hanson E., Bernasconi R., Higgins E., Manavalan P., Ziomek C., Meade H., McPherson J.M., et al. // Blood. 1998. V. 91. P. 4561-4571.
  63. Yan J.-B., Wang S., Huang W.-Y., Xiao Y.-P., Ren Z.-R., Huang S.-Z., Zeng Y.-T. // Biochem. Genet. 2006. V. 44. P. 349-360.
  64. Ebert K.M., DiTullio P., Barry C.A., Schindler J.E., Ayres S.L., Smith T.E., Pellerin L.J., Meade H.M., Denman J., Roberts B. // Biotechnology (N.Y.). 1994. V. 12. P. 699-702.
  65. Huang S., Zhang K., Huang Y., Chen M., Li H., Lu D., Lu J., Chen Y., Qiu X., Xue J., et al. // Chin. Sci. Bull. 1998. V. 43. P. 1317-1319.
  66. Salamone D., Baranao L., Santos C., Bussmann L., Artuso J., Werning C., Prync A., Carbonetto C., Dabsys S., Munar C., et al. // J. Biotechnol. 2006. V. 124. P. 469-472.
  67. Serova I.A., Dvoryanchikov G.A., Andreeva L.E., Burkov I.A., Dias L.P., Battulin N.R., Smirnov A.V., Serov O.L. // Transgenic Res. 2012. V. 21. P. 485-498.
  68. Korhonen V.P., Tolvanen M., Hyttinen J.M., Uusi-Oukari M., Sinervirta R., Alhonen L., Jauhiainen M., Jänne O.A., Jänne J. // Eur. J. Biochem. 1997. V. 245. P. 482-489.
  69. Wall R.J., Powell A.M., Paape M.J., Kerr D.E., Bannerman D.D., Pursel V.G., Wells K.D., Talbot N., Hawk H.W. // Nat. Biotechnol. 2005. V. 23. P. 445-451.
  70. Kerr D.E., Plaut K., Bramley A.J., Williamson C.M., Lax A.J., Moore K., Wells K.D., Wall R.J. // Nat. Biotechnol. 2001. V. 19. P. 66-70.
  71. Van Cott K.E., Lubon H., Russell C.G., Butler S.P., Gwazdauska F.C., Knight J., Drohan W.N., Velander W.H. // Transgenic Res. 1997. V. 6. P. 203-212.
  72. van Cott K.E., Butler S.P., Russel C.G., Subbramanian A., Lubon H., Gwazdauskas F.C., Knight J., Drohan W.N., Velander W.H. // Biomol. Engineering. 1999. V. 15. P. 155-160.
  73. Chrenek P., Vasicek D., Makarevich A.V., Jurcik R., Suvegova K., Bauer M., Parkanyi V., Rafay J., Batorova A., Paleyanda R.K. // Transgenic Res. 2005. V. 14. P. 417-428.
  74. Chrenek P., Ryban L., Vetr H., Makarevich A.V., Uhrin P., Paleyanda R.K., Binder B.R. // Transgenic Res. 2007. V. 16. P. 353-361.
  75. Hiripi L., Makovics F., Halter R., Baranyi M., Paul D., Carnwath J.W., Bosze Z., Niemann H. // DNA Cell Biol. 2003. V. 22. P. 41-45.
  76. Baldassarre H., Deslauriers J., Neveu N., Bordignon V. // Transgenic Res. 2011. V. 20. P. 1265-1272.
  77. Toledo J.R., Sánchez O., Seguí R.M., García G., Montañez M., Zamora P.A., Rodríguez M.P., Cremata J.A. // J. Biotechnol. 2006. V. 123. P. 225-235.
  78. Sanchez O., Toledo J.R., Rodriguez M.P., Castro F.O. // J. Biotechnol. 2004. V. 114. P. 89-97.
  79. Han Z.S., Li Q.W., Zhang Z.Y., Xiao B., Gao D.W., Wu S.Y., Li J., Zhao H.W., Jiang Z.L., Hu J.H. // Protein Expr. Purif. 2007. V. 53. P. 225-231.
  80. Gursky Y., Bibilashvili R., Minashkin M., Krasnov A., Deikin A., Ermolkevich T., Popov A., Verbovaya L., Rutkevich N., Shevelev A., et al. // Transgenic Res. 2009. V. 18. P. 747-756.
  81. Gil G.-C., Velander W.H., van Cott K.E. // Glycobiology. 2008. V. 18. P. 526-539.
  82. Koles K., van Berkel P.H., Pieper F.R., Nuijens J.H., Mannesse M.L., Vliegenthart J.F., Kamerling J.P. // Glycobiology. 2004. V. 14. P. 51-64.
  83. Parkera M.H., Birck-Wilsonb E., Allardb G., Masiellob N., Dayb M., Murphya K.P, Paragasa V., Silverb S., Moody M.D. // Protein Exp. Purif. 2004. V. 38. P. 177-183.
  84. Shukla A.A., Thommes J. // Trends Biotech. 2010. V. 28. P. 253-261.
  85. Young M.W., Meade H., Curling J.M., Ziomek C.A., Harvey M. // Res. Immunol. 1998. V. 149. P. 609-610.
  86. Pollock D.P., Kutzko J.P., Birck-Wilson E., Williams J.L., Echelard Y., Meade H.M. // J. Immunol. Meth. 1999. V. 231. P. 147-157.
  87. Simons J.P., McClenaghan M., Clark A.J. // Nature. 1987. V. 328. P. 530-532.
  88. Shamay A., Solinas S., Pursel V.G., McKnight R.A., Alexaner L., Beattie C., Hennighausen L., Wall R.J. // J. Anim. Sci. 1991. V. 69. P. 4552-4562.
  89. Castilla J., Pintado B., Sola I., Sanchez-Morgado J.M., Enjuanes L. // Nat. Biotechnol. 1998. V. 16. P. 349-354.
  90. Limonta J., Pedraza A., Rodriguez A., Freyre F.M., Barral A.M., Castro F.O., Lleonart R., Gracia C.A., Gavilondo J.V., de la Fuente J. // Immunotechnology. 1995. V. 1. P. 107-113.
  91. Sola I., Castilla J., Pintado B., Sanchez-Morgado J.M., Whitelaw C.B., Clark A.J., Enjuanes L. // J. Virol. 1998. V. 72. P. 3762-3772.
  92. Tang B., Yu S., Zheng M., Ding F., Zhao R., Zhao J., Dai Y., Li N. // Transgenic Res. 2008. V. 17. P. 727-732.
  93. Zhang R., Rao M., Li C., Cao J., Meng Q., Zheng M., Wang M., Dai Y., Liang M., Li N. // Transgenic Res. 2009. V. 18. P. 445-453.
  94. Zhang R., Cui D., Wang H., Li C., Yao X., Zhao Y., Liang M., Li N. // Transgenic Res. 2012. doi: 10.1007/s11248-012- 9589-z
  95. Baruah G.L., Belfort G. // Biotech. & Bioenhineering. 2004. V. 87. P. 274-285.
  96. Baruah G.L., Nayak A., Wenkelman E., Belfort G. // Biotech. & Bioenhineering. 2005. V. 93. P. 747-754.
  97. Houdebine L.-M. // Curr. Opin. Biotech. 2002. V. 13. P. 625-629.
  98. Raju T.S., Briggs J.B., Borge S.M., Jones A.J. // Glycobiology. 2000. V. 10. P. 477-486.
  99. Bork K., Horstkorte R., Weidemann W. // J. Pharm. Sci. 2009. V. 98. P. 3499-3508.
  100. Lim Y., Wong N.S.C., Lee Y.Y., Ku S.C.Y., Wong D.C.F. // Biotech. Appl. Biochem. 2010. V. 55. P. 175-189.
  101. Shinkawa T., Nakamura K., Yamane N., Shoji-Hosaka E., Kanda Y., Sakurada M., Uchida K., Anazawa H., Satoh M., Yamasaki M., et al. // J. Biol. Chem. 2003. V. 278. P. 3466-3473.
  102. van Eenennaam A.L., Muir W.M. // Nat. Biotechnol. 2011. V. 29. P. 706-710.
  103. Murray J.D., Maga E.A. // Transgenic Res. 2010. V. 19. P. 357-361.
  104. Maga E.A., Cullor J.S., Smith W., Anderson G.B., Murray J.D. // Foodborne Pathog. Dis. 2006. V. 3. P. 384-392.
  105. Brundige D.R., Maga E.A., Klasing K.C., Murray J.D. // J. Nutr. 2008. V. 138. P. 921-926.
  106. Karatzas C.N., Turner J.D. // J. Dairy Sci. 1997. V. 80. P. 2225-2232.
  107. Kang Y., Jimenez-Flores R., Richardson T. // Basic Life Sci. 1986. V. 37. P. 95-111.
  108. Brophy B., Smolenski G., Wheeler T., Wells D., L’Huillier P., Laible G. // Nat. Biotechnol. 2003. V. 21. P. 157-162.
  109. Wheeler M.B., Bleck G.T., Donovan S.M. // Reprod. Suppl. 2001. V. 58. P. 313-324.
  110. Golovan S.P., Meidinger R.G., Ajakaiye A., Cottrill M., Wiederkehr M.Z., Barney D.J., Plante C., Pollard J.W., Fan M.Z., Hayes M.A., et al. // Nat. Biotechnol. 2001. V. 19. P. 741-745.
  111. Kerr D.E., Wellnitz O. // J. Anim. Sci. 2003. V. 81. P. 38-47.
  112. Weissmann C., Enari M., Klöhn P.C., Rossi D., Flechsig E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. P. 16378-16383.
  113. Richt J.A., Kasinathan P., Hamir A.N., Castilla J., Sathiyaseelan T., Vargas F. // Nat. Biotechnol. 2007. V. 25. P. 132-138.
  114. 187 Guidance for Industry Regulation of Genetically Engineered Animals Containing Heritable Recombinant DNA Constructs. U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, Center for Veterinary Medicine (CVM). 2009, 2011.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Максименко O.Г., Дейкин A.В., Ходарович Ю.M., Георгиев П.Г., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах