《台大朱有田教授专访》随生物基因纵横四海找出台湾立足与改变的力量

朱有田教授是台湾知名的动物保育专家，他带领的台湾大学动科系的遗传学研究室团队，除了致力于分子生物技术的研发，也投入台湾原生种的遗传分析与复育工作。多年来，朱教授带领团队深入荒郊野地，采集动物骨骸、排遗等遗传样本，陆续透过分析 DNA 里的生物资讯替黑熊、梅花鹿、水鹿、兰屿猪、褐树蛙及山椒鱼等野外或家养的物种验明正身，一窥动物的基因奥秘，扎实地为台湾的原生生物保种与选育，贡献一己之力，其中，有关猪只的亲缘关系研究更是广为人知。此次朱教授分享他参与兰屿猪的研究与保育心得，以及分析生物科技与台湾畜牧发展之间的关联，并探讨台湾在野生动物与家养动物领域的保育与复育的未来走向。

一张照片展开一场“珍猪奇缘”

朱教授在博士班求学与博士后研究，都是在中央研究院从事有关细胞生物学与神经细胞分化发育的基因调控的研究，从没想过会投入动物方面的研究。 2002 年到台大服务的某一天，服务于台东种畜繁殖场的朱贤斌先生 (现为台东种畜繁殖场前场长) 突然到访，希望透过学界协助，研究已经保种愈20年的兰屿猪有何独特性。过去，因社会变迁，在效益成本的考量，台湾不断自国外引进成长速度快、换肉率高的外国种猪，导致原生的兰屿猪（Lanyu Pig），因体型小、产肉性能差，而逐渐被淘汰或混种。朱贤斌先生依他保种兰屿猪的经验，认为兰屿猪一定有其独特性。当时专注于神经与细胞生物学研究的朱教授认为自己帮不上忙，因而回绝。直到 2004 年，朱贤斌先生拿着一张照片再度来访，打动了朱教授。那是张“一只野猪跑到台东种畜繁殖场保种兰屿猪猪群里”的照片，朱贤斌先生担心野猪的基因可能因为杂交而渗入。为了回答兰屿猪的遗传是否具独特性及台湾野猪与兰屿猪的亲缘关系，朱教授决定带领研究团队开始由实验室走向田野和台东种畜繁殖场合作，以分子生物的方法分析兰屿猪族群内的亲缘关系、遗传变異及遗传距離等资料，鉴定其遗传特征与独特性，也因此意外地解开了兰屿猪独一无二的身世之谜。

第二排左三为朱有田教授，右二为朱贤斌先生。此图已取得朱教授同意授权使用，请勿随意转载。

微观基因意外考古穿越时空替兰屿猪溯源

西元 1970 年代，台湾大学畜牧系（即现今的动物科学技术学系）为寻找实验用的小型猪，于 1975 年，由兰屿引进引进 1 公 3 母，保种于台湾大学的畜牧系。而后，1980 年当时的畜产试验所再次由兰屿于引入的 4 公 16 母蘭屿猪，飼养于台东种畜繁殖场。过去，种畜繁殖场的保种族群饲养在中央山脉的山脚下，山边只用简单围篱围住，随时可能被发情的台湾野猪闯入交配。朱教授说：“当时并非经济动物的兰屿猪不太受重视，饲养环境很简陋，但贤斌觉得这群猪很特别，希望我来协助分析”。于是，朱教授便从猪种的亲缘关系与兰屿猪的起源这些问题着手，对台湾原生猪进行遗传分析。因为家猪是由欧亚野猪（Sus scrofa）这个种经人类驯化，依各地喜好不同，透过选拔与淘汰的选育而来。由毛色与繁殖生长性能为依据，兰屿猪已是驯化的家猪。为了确定台湾野猪是否是原生种，更透过抽取考古遗址出土野猪遗留，分析野猪牙齿内的古代 DNA ，证实现今的台湾野猪为原生种。而且可能台湾野猪的祖先早在 60 万年前和 19 万年前，分成不同两批，透过冰河时期的陆桥进入台湾，演化形成现今台湾野猪。为验明兰屿猪的野猪祖先，朱教授更收集台湾个山区的野猪遗传样本，在中央山脉南端，接近大小鬼湖获得的排遗 DNA 的秘密揭露台湾还保有兰屿猪的野猪祖先群，证明兰屿猪的祖先于 60 万年前来到台湾，而后可能在台湾被驯化至今。而后，经由台湾原住民祖先驯化的兰屿猪，随着南岛语族迁徙，跟着史前人类南下到菲律宾。兰屿猪的基因研究如同活化石解密一般，不但记录台湾野猪经原住民祖先驯化互动的历史，更成了了解南岛语族失落世界的一块拼图。

台湾野猪研究团队，于2008/8/23-24 福山研究中心。此图已取得朱教授同意授权，请勿随意转载。

台湾野猪研究团队， 2008 年 8 月 23-24 日摄于福山研究中心。此图已取得朱教授同意授权使用，请勿随意转载。

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从考古、保育到生医研究：小型实验猪成为“台湾之光”

厘清兰屿猪的身世后，朱教授接着提到，猪的染色体的构造与基因分布的微环境其实跟人类颇为接近，且小型猪最大的体型约为 80 公斤，器官还有生理解剖构造都跟人类相当，适合作为供生物医学研究的动物模式。再者，猪一直都是属于经济动物，相较于和人类同源的灵长类动物，作为实验动物时在人道与动物福利的争议性也较小。目前兰屿猪已完成全基因体定序，其生理结构与遗传讯息皆已能被科学家所掌握，且牠的体质强健、性早熟与环境适应性强等等特性，相当适合作为模拟人体的实验动物。台湾大学自 1975 年引进后，于 1980 年经与白色蓝瑞斯猪杂交后，经性能观察与近亲配种选育，育成了李宋猪，一种体型小、白色毛皮、脾气好且与兰屿猪保种品系有显著遗传分化等特征的实验用小型猪。

然而，若这些实验用猪感染疾病，如常见的寄生虫、霉浆菌感染或是最近流行的猪繁殖与呼吸道症候群（porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS），都可能影响小猪的发育与精神状况。因此疾病的检测跟监控，或称为生物安全管控，是发展畜牧业的关键健康品质控管，每个畜牧场都应严格执行；在实验动物的生产及供应环节上，生物安全控管又更为重要。小型猪的实验动物社需建立系统性的把关与监控制度，杜绝来自四面八方的病源菌，让研究结果更准确。

许多学术研究或产业机构的生物医学临床实验，都需要用到阻断特定疾病病原感染途径生产的无特殊病原化（Specific Pathogen Free, SPF）试验猪 [注] 进行试验。2011 年起，财团法人农业科技研究院动物学研究所进行无特殊病原化（SPF）李宋猪的异地保种与生产，除国内 SPF 规定的相关特定疾病检测均为阴性外，同时在猪第二型环状病毒（porcine circovirus type 2，PCV2）及 PRRS 病毒的检测监控均为阴性，多次供应国内外相关研究单位做试验研究，颇获好评。台湾也在 2013 年导入国际实验动物管理的 AAALAC 国际认证，小型猪的品质与实验动物福利都已达国际水准。

不过朱教授也表示，目前政府对于小型实验猪有种原保护策略，因此尚未开放输出国外，但陆续有不同国家如韩国、法国及香港中文大学，来台洽谈引种，因此实验动物的输出或开拓小型实验猪的引种，势必会是未来的趋势，而种原保护与未来获利后的权益议题也将是未来的一大挑战。

注解：无特殊病原化（Specific Pathogen Free, SPF）试验猪，是指怀孕末期母猪以剖腹产（Caesarean section）的方式取出仔猪，移转至隔离洁净之饲养设施以人工饲喂，藉以阻断垂直(母猪)及横向(环境)特定疾病病原感染途径，生产之无特定病原疾病仔猪。

成功的产学合作模式带台湾小农走向世界

在小型实验猪的应用上，朱教授提到其研究团队正和永龄基金会及美国史丹佛大学（Stanford University）展开跨国合作，利用小型实验猪李宋猪，发展电脑刀（CyberKnife）治疗人类疾病的技术。此外，也利用分子遗传的方法替台湾屏东内埔地区的本土“六堆黑猪”进行种原鉴定，协助在地养猪农户结合遗传与客家文化上的独特性，文化上的独特性，拟定出六堆黑猪的育种饲养管理计画与推动实体店面销售，以全新的产学结合方式增加小农的获利，其合作通路包括新光三越、文华大酒店、老爷大酒店等，成功将台湾本土黑猪推向顶级的餐饮。

“这个过程就是把实验动物建立的生物安全跟育种饲养管理的经验带到产业，”朱教授说：“实验动物跟经济动物的畜牧发展其实可以相辅相成，发展实验动物的初期，基本设备与经验多来自一般肉猪或种猪的饲养管理经验，而实验动物的管理及育种过程，获得国家提供许多宝贵资源，包括：场地、人才、资金等等，所以在猪只的饲养管理上，学界有许多经验可以转移给一般商业肉猪的畜牧场，作为生产经济动物的参考。”在经济价值以外，朱教授也致力于对农民推广生物安全的概念与社会责任。今日投资在猪场的消毒防疫、废水处理、废弃物回收利用上的成本，在未来都能转换为无形的获利，帮助产业提升价值与永续经营。

器官移植露曙光急待政策法规能跟上

此外，近年《科学（Science）》期刊发表利用基因编辑技术 CRISPR-Cas9 将猪内源性反转录病毒（PERVs）去活化，未来可望使用猪器官移植人体。对此，朱教授表示，目前台大的研究团队也在发展这方面技术，因为现在 CRISPR – Cas9 发展快速，能很有效率的修改编辑非模式动物的基因，譬如利用基因编辑技术修改小型猪的基因体。另外，现今已能成功的由体细胞诱导成干细胞，称为诱导干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells, iPS），“如果把人的干细胞打到猪的囊胚里，可以在猪的身上长出人的组织器官，发育成猪与人的嵌合体（chimera），在真实世界已经可以被产制出来。利用 CRISPR – Cas9 技术也能产制出没有胰脏的猪，如果从有胰脏癌的病人身上取出细胞培育成干细胞，在经基因编辑技术修改不好的基因序列，再打到没有胰脏的猪囊胚中，其生长出来的胚胎就会是人类的胰脏，而且是客制化的胰脏，没有排斥的问题。所以用猪产制人类器官，或用基因编辑的方式降低猪的器官在人体内的排斥现象的相关研究与应用，未来将进展得很快。”朱教授说。不过，他也提到台湾若要发展分子牧场，仍需要更完备与严谨的法令，且在学术伦理的规范也需要尽快作理智的讨论与详尽的拟定，学界与业界才能有所遵循，将最先进的技术做合理的应用。

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