第14期 堀内 浩幸 副教授 (研究生院生物圈科学学科)

保护日本人的健康!广岛大学培育的新鸡蛋

采访了研究生院生物圈科学学科生物功能开发学专业 堀内浩幸(Horiuchi Hiroyuki) 副教授

(2009.5.29 社会合作与信息政策办公室  宣传小组)

概要

一只鸡一年产蛋300多只。日本养鸡业特别繁荣,鸡蛋的自给率90%以上,消费量也是世界顶级水平。可以说鸡蛋是日本人饮食生活中不可或缺的食物。但是,另一方面,鸡蛋也是日本人食物过敏的最大原因。尤其是0岁至19岁的年轻人,鸡蛋过敏的很多。

鸡蛋过敏的最大原因是蛋白中含有“卵类粘蛋白”这种蛋白质。堀内副教授与政府和企业合作,开发出了不含卵类粘蛋白,低过敏鸡蛋的技术。将来如果能应用到食品和药品,期待能生产出鸡蛋过敏的人也能放心吃的加工食品,以及能安全接种的流感疫苗等。

开始是偶然的发现

低过敏鸡蛋的技术开发在迄今积累的研究经验的基础上实现了。堀内副教授的专业是免疫生物学,为了找到动物的免疫功能,以鸡为实验对象进行了研究。堀内副教授从1996年开始研究鸡的细胞因子。细胞因子是动物体内发生免疫反应时细胞分泌的蛋白质,与目标细胞结合,起到增加抗病毒活性和抗体等的生理作用。堀内副教授着眼于这个性质,认为对鸡的细胞因子的分析,也许能增加对鸡有用的抗体,所以查找了细胞因子的基因信息。经过多年的查找,偶然发现了LIF(※)基因。

※Leukemia Inhibitory Factor(白血病抑制因子)。抑制ES细胞分裂的因子。

基因信息非常庞大,查找基因信息是非常困难的。堀内副教授做梦也在查资料,真的是全身心投入了这项工作。

加速基因重组技术的开发

鸡LIF的发现是世界首次(※1)。LIF是抑制ES细胞(※2)分裂的蛋白质。使用LIF培养ES细胞,则能在保持细胞的能力的情况下,以同样的状态增加。采用这个方法,堀内副教授他们成功培养了使用鸡LIF的鸡ES细胞。

鸡的ES细胞从受精卵的一部分细胞提取。重组提取的ES细胞的基因后重新植入受精卵,就能培育出基因重组鸡。应用这项技术,就可以在基因重组鸡生的鸡蛋中,产生有用的蛋白质,改变鸡蛋成分。就这样,堀内副教授他们开发出了低过敏鸡蛋的技术(※3)。

※1 新闻报导“鸡白血病抑制因子(LIF)基因的发现(2001年7月6日新闻发布会)的内容请阅览这里(该链接为日语页面)
※2 Embryonic stem cells(胚胎干细胞)。从胚胎发育过程中的细胞提取,具有发育成各种组织的能力,形成器官,也称作“万能细胞”。
※3 广岛大学,广岛县,(株)广岛生物医学,(株)药用食品的产学官合作项目(研究期间2008.7至2011.3)。该研究小组还开展“鸡抗体生产项目”(研究期间2008.4至2010.9)

目标是卵类粘蛋白

鸡蛋中过敏原性最强的成分是卵类粘蛋白。热处理和酶处理都去除不了卵类粘蛋白。因此,严重的鸡蛋过敏的人,会由加工食品中的卵类粘蛋白引起过敏。另外,流感疫苗由鸡蛋制造,微微残留卵类粘蛋白,因此严重鸡蛋过敏的人最好不要接种。堀内副教授他们着眼于这个卵类粘蛋白。
堀内副教授他们考虑使用基因重组技术,在基因层去除卵类粘蛋白,开发不含卵类粘蛋白的鸡蛋。他们的想法是从鸡的受精卵的一部分提取ES细胞,重组卵类粘蛋白的基因(※)后,重新植入受精卵。受精卵孵化出的雏鸡成长大鸡,如果生蛋,就能产生不含卵类粘蛋白的低过敏鸡蛋。现在已经有了使用这个方法的鸡蛋,8月至9月将诞生第1代雏鸡。
※粉碎卵类粘蛋白(打碎),改变过敏性强的部分等。

学生们在研究室做实验的情景。将基因重组后的ES细胞植入受精卵后重新灌入蛋壳。

基因重组的小鸡,为了与其他小鸡区别,将鸡毛做成黑的。这些雏鸡的毛是有点黑。

基因重组的鸡蛋,在这里等待孵化。

开发安心安全的技术

堀内副教授使用低过敏鸡蛋,希望能应用于加工食品和流感疫苗等医药品。在开发技术的同时,还开展评估基因重组鸡生的鸡蛋的安全性的项目。堀内副教授说,“希望产学官合作开发出广岛大学,广岛的生物技术”,表示了不断进取的决心。

堀内副教授的3岁大儿子也有鸡蛋过敏。为了有同样烦恼的父母孩子,也要加快实用化。    

 

堀内副教授现在从事的研究

后记

堀内老师说,“鸡是非常珍贵的动物”。鸡珍贵??,我觉得鸡是随处可见的,很普通的,我没有理解老师的话。老师给我讲了鸡的价值,主要有如下2点。
第1是鸡的产量很高。鸡可以以比牛羊低的成本大量饲养。并且每年可以生许多鸡蛋。(大约为300个,几乎一天一个!)就是说,通过鸡可以大量生产有用物质。如果低过敏鸡蛋能应用于疫苗,就能大量生产鸡蛋过敏的人也能接种的疫苗。
第2是鸡对发育生物学和免疫学的贡献。在很久以前,据说在脊椎动物进化的过程中,鸟类的进化与哺乳动物不同。尽管这样,鸟类的免疫能力并不比哺乳动物低,尤其是鸡,它的免疫能力非常强。
堀内老师说,“想使用鸡进行的研究还有很多”。不是用小鼠,想用鸡进行研究!引起老师研究心的鸡。老师说的“珍贵”的意思,我好像有点懂了。(M)


up