生物資源暨農學院基因工程及複製科技追求卓越8月2日至9月23日「2007科學季:科技台灣驚嘆號」特展從「牽豬哥到企業化養豬」看動物生殖技術如何創造傳奇?

生物資源暨農學院生物科技研究所所長鄭登貴教授表示,就一般人所了解,談到畜牧或動物科學,往往想到的就是如何養豬及養牛羊等狹隘的動物科學;殊不知動物生殖學的發展,不僅為動物的育種、養育及繁殖帶來了更具經濟效益的方式外,許多人體醫學無法做的實驗及理想,是透過動物醫學來成就的。像是先有試管兔、鼠、豬、羊等動物的成功推出後,才有試管嬰兒;而目前全球最熱門的基因工程及複製科技等,也都是先從動物科學發展的,所以說動物醫學是人體醫學的前哨戰一點都不為過。

鄭登貴教授24年前在劍橋大學求學時,成功試驗產出全球第一隻試管豬及試管羊的知名學者,參與「2007科學季:科技台灣驚嘆號」特展中動物科學展區內主要的規劃者。在這次的展覽中鄭教授將從動物科學發展的二大重要歷史過程,讓民眾了解台灣動物科學的過去與未來。這其中一個重點是在介紹台灣的養豬產業,如何從傳統的農家個體戶式副業養豬,成功轉型成為以經濟效益為導向,邁向科學化大規模企業戶式專業養豬的經營模式;另一個重點則在於介紹科學研究界,如何透過動物醫學科技發展,來揭開人體醫學許多未知的將來。

從「牽豬哥到企業化養豬」描述的是一段傳統農村為了繁殖豬仔,當時有人的職業就是牽著公豬(豬哥)前往發情的母豬處進行交配的工作。由於無法用科學的方法做專業育種,所以傳統動物生殖過程的辛苦及碰運氣做法,往往是事倍功半,而為了選一個優良的種豬,當時的種豬可還要會走秀呢!後來由於生殖技術的進步,豬隻的繁衍從牽豬哥進步到人工授精。

豬隻人工授精技術為我國最早發展的人工生殖科技之一,其歷史約可溯自蘇祐明先生在日本習藝6年後,於1956年1月返台服務,並於1956年7月間首次舉辦豬牛之人工授精訓練班,訓練本省之技術人員。人工授精技術的優點在於優良種公畜種原之快速繁殖、縮短後裔測定所需時程、改進選拔之正確性、充分發揮優良的遺傳潛能,使得豬隻的生殖效率、肉質及肉量提高,達到少吃多產仔、多長肌肉等利基,增加經濟效益。除了人工授精外,後來由於同期發情、胚移置、卵的體外成熟、體外受精、冷凍保存及胚的性別鑑定等新技術的導入,使得國內畜產業己從傳統的個體戶變成企業化經營的產業, 「牽豬哥」的工作也成為歷史迴響。

台灣養豬科技的另一個新進展,是成功研發出同時帶有植酸酶(phytase)及纖維素分解酶(cellulase)雙基因轉殖的環保豬;該研究之重點在於藉由動物遺傳工程技術,賦予豬隻胰臟分泌大量植酸酶及纖維素分解酶,可以有效切斷植酸與磷的鍵結,及切斷植物性飼料細胞壁組成分中之纖維素鍵結,從而有效提升豬隻對於飼料之消化能力,不僅使未來豬隻吃草成為可行,且可有效降低其排泄物中含有之纖維素及有機磷含量。想想豬吃草後不僅環境不再那麼臭,糞便不含磷也不會造成環境汚染,稱它為環保豬一點也不為過。

動物科學與人體醫學彼此間的關聯性,也隨著時代的進步越顯重要。像鄭教授24年前成功做出試管豬及羊學成回國後,當時全球的試管嬰兒熱正風行,鄭教授意外的成為許多國內婦產科名醫諮詢的對象。各位或許還不知道,婦女常用『樂譜』的避孕方式,其實是源自美國伊利諾大學畜牧系安東尼‧那班多夫(Anthony Nalbandov)教授,在一隻「生蛋母雞」身上發現的傳奇故事有密切關係,原因是那班多夫教授對這隻母雞施行開刀,該母雞原本每天生一個蛋,但自從手術後即不再生蛋;經仔細檢查結果發現,原來手術縫合過程中一時糊塗將縫合線穿過輸卵管;進一步研究證明,母雞手術後不生蛋的原因,確是由於其輸卵管內被不經意留下的一段縫合線所造成。此一發現經繼續研究改良後,終能成功研發出藉由女性生殖道內植入『樂譜』的避孕技術,該避孕方式已持續風行全球數十年。

另外像鄭老師的團隊中,由吳信志老師成功研發的『雙基因轉殖豬』就是在豬隻身上同時植入豬乳蛋白及人類凝血第九因子兩個外源基因;其中豬乳蛋白的供應可以確保小豬不會下痢,實驗中小豬仔的育成率可達到100%;而『人類凝血第九因子』則是治療B型血友病的重要醫療用蛋白質,這些動物科學的研究成果,不僅已獲得台灣及美國的專利,且已初步完成技術轉移到生物技術公司,希望不久之將來在完成人體安全臨床試驗後,也能成功轉移實際提供人體醫療之使用。

近年來全球最熱門的幹細胞組織工程(例如神經細胞及組織的再生)及異體組織或器官移植 (動物器官移植人體的可行性),也在動物科學界如火如荼的展開。台灣的動物科學研究界,為了有效追蹤及監控幹細胞移植技術對於修復受損組織的成效,還成功發展出螢光豬的幹細胞追蹤系統。透過螢光豬提供具有綠色螢光的幹細胞,以豬做為動物模式進行受損組織修復試驗時,這個外顯容易辨別的特徵,可以清楚的掌握植入之幹細胞在豬隻身上,嚴密監控其對於受損組織修復的實際狀況;未來也許從這些接受螢光豬幹細胞治療的實驗動物模式身上,甚至可以找出神經細胞再生的奧祕,屆時第一夫人吳淑珍女士重新站起來,也不再只是夢想了。想要了解台灣動物科學的發展歷史,歡迎蒞臨8月2日至9月23日在中正紀念堂所舉辦的「2007科學季:科技台灣驚嘆號」特展。