世界首创！由转基因植物制成的狗药现已上市

世界第一！由转基因植物制成的狗药现已上市

2008/10/01

AIST 在这样的地方，世界第一！转基因植物制成的狗药现已上市转基因草莓在全封闭植物工厂种植

#少子老龄化

为什么用草莓来生产医药原料？

许多药物都是由植物制成的。例如，由罂粟制成的吗啡（一种镇痛药）、由咖啡制成的咖啡因（一种解热止痛药）、由除虫菊制成的拟除虫菊酯（蚊香）以及大多数中草药。如今，拟除虫菊酯可以通过化学合成在工厂生产，使得不使用除虫菊酯制造蚊香成为可能，但仍有许多药物，如吗啡和咖啡因，大部分生产依赖于植物。一般来说，蛋白质等结构复杂的物质很难化学合成，因此常从植物中提取纯化，用作药物。然而，植物的生长受气候和地理的影响，并不总是能够稳定地生产出所需的物质。因此，世界各国都在研究对易于栽培的植物进行基因改造，以生产药用原料。 2013年，AIST成功地将世界上第一个以转基因植物本身为活性成分、无需经过任何提取或纯化过程的药物商业化，并于次年2014年上市。这是一种由草莓制成的狗用牙龈炎缓解剂，含有犬干扰素产生基因。

为什么选择“狗药”作为第一个商业化的产品？

干扰素是一种最初在动物体内产生的蛋白质，可以激活免疫系统并抑制炎症。由AIST、Hokusan和北里研究所商业化的犬齿龈炎缓解剂可以在全封闭的植物工厂中使用转基因草莓稳定生产通常在狗体内产生的犬干扰素。该公司选择了一种用于狗而不是人类的药物作为其第一个产品，因为预计它会很快商业化。药品必须获得批准才能出售给公众，但动物用药物获得批准所需的时间比人类用的药物要短。另外，尽管很多狗都患有牙龈炎，但目前还没有有效的药物来缓解牙龈炎，所以我们预测，如果我们能够将这个产品商业化，就不会有竞争对手了。另一方面，虽然很少有植物可以进行基因改造，但草莓和土豆成为了候选者。最终选择草莓是因为土豆需要更多的努力来去除豆芽中的毒素，而且草莓可以生吃，方便产生热敏干扰素。

通过反复试验建立植物工厂的专业知识

负责该项目的日本产业技术研究院植物分子工程研究组组长松村健表示，植物工厂的开发花费了相当大的精力。与一般种植食用蔬菜的植物工厂不同，为了生产转基因植物，需要创造一个完全封闭的特殊空间，以防止基因向外扩散。此外，光照、温度、供水、施肥等管理难度极大，稳定高效生产高品质草莓。例如，如果我们用灯光为草莓生长提供足够的亮度，室温就会升高到80摄氏度，导致草莓枯萎，而如果我们打开空调降低温度，则需要以相当大的风速流通低温空气，这会导致草莓枯萎。为了平衡这些相互冲突的需求，反复尝试和错误，并利用各种专业知识来建立管理方法。另一方面，基因改造也存在障碍。例如，植物有一种称为沉默机制的机制，可以阻止从外部插入的基因发挥作用，如果不抑制这种机制，就不可能产生干扰素。克服了这些障碍，由转基因草莓植物工厂制成的狗牙龈炎缓解剂于2014年推出。

中草药原料可以在日本生产吗？

这项研究和开发的结果不仅是稳定生产植物源药物成为可能。这可能有助于创建新的产业，例如使用转基因植物生产药物原材料以及使用植物工厂生产物质。目前，产业技术研究所正在开展稻米、大豆、马铃薯、烟草、中药原料药用植物的栽培研究，但在植物工厂进行水培栽培的报道还很少。许多药材只能在有限的地区获得，比如中国，无法人工种植。不过，如果是植物工厂的话，就可以人工再现产地的条件，所以在日本也可以制作。此外，通过结合基因操作，将有可能生产出比天然药物有效许多倍的生药。未来，预计植物工厂将不断提升业绩，为植物生物产业、人畜医疗领域的推动以及作为研究基地的北海道当地产业的振兴做出贡献。