胚胎工程研究進展

1、綜述動物胚胎工程的最新研究方向、方法、原理、結(jié)果以及今后的發(fā)展方向。,胚胎工程研究進展,胚胎工程,定義主要是對哺乳動物的胚胎進行某種工程技術(shù)操作，然后讓其繼續(xù)發(fā)育獲得人們所需要的成體動物的一種技術(shù)。,研究目的 是對哺乳動物的胚胎在體外進行人為控制操作，讓其繼續(xù)發(fā)育，進而獲得優(yōu)良或珍稀動物個體，并應用這類技術(shù)進行基礎研究和應用開發(fā)性研究 。,胚胎工程的主要技術(shù)方向,胚胎體外培養(yǎng)胚胎移植胚胎保存胚胎分割胚胎嵌合胚胎干細胞

2、轉(zhuǎn)基因動物構(gòu)建試管嬰兒胚胎性別控制 克隆動物,胚胎體外培養(yǎng),概念：胚胎在體外培養(yǎng)液中繼續(xù)發(fā)育到一定階段的過程，是胚胎工程的基礎。,體外培養(yǎng)要求獲得較多的受精卵或胚胎作供體,,超數(shù)排卵技術(shù),方法：母畜發(fā)情周期的適當時期注入適量的促性腺激素，可以誘發(fā)母畜卵巢內(nèi)較多的卵泡同時發(fā)育、成熟、排卵。,,條件：提供合理的營養(yǎng)日糧、最佳的飼養(yǎng)管理環(huán)境、良好的健康狀況和最大程度減少應激是成功繁殖體系的先決條件,原理：促性腺激素對卵巢發(fā)育作用。,卵

3、巢反應的影響因素： 促性腺激素的種類、批號和用量 給藥方式和持續(xù)時間 超排起始日期 超排時是否使用其他激素 解決方法的研究 簡化超排步驟 (減少注射次數(shù)以減少應激) 減少超排差異， 改善超排反應 提高可用胚率,個體差異和環(huán)境差異的影響因素：營養(yǎng)狀況、繁殖史、年齡、季節(jié)、超排處理時卵巢所處的狀態(tài)以及重復超排等提供。解決方法的研究：合理

4、的營養(yǎng)日糧最佳的飼養(yǎng)管理環(huán)境良好的健康狀況最大程度減少應激,,,,近些年超排結(jié)果逐步穩(wěn)定,存在問題及發(fā)展前景,胚胎移植,概念：是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。,原理產(chǎn)生胚胎供體和孕育胚胎受體分工合作共同繁育后代,供、受體的同期發(fā)情,供體的超數(shù)排卵,胚胎的評定,胚胎采集,胚胎移植,胚胎的保存與培養(yǎng),選擇基因或染色體的胚胎移植術(shù)

5、，能有效地杜絕畸形缺陷兒的降生，使攜帶遺傳疾病基因的患者生出健康嬰兒。,胚胎保存,概念：設法在體外的把胚胎暫時貯存起來不使其失去活力。,常規(guī)冷凍法,一步冷凍法,程序冷凍法,玻璃化冷凍法,超快速冷凍法,開放式拉長塑料細管法,封閉式拉長塑料細管法,方法,發(fā)展前景,與胚胎分割結(jié)合，可以增加胚胎數(shù)目和提高產(chǎn)犢率，使胚胎移植不受時間和地域的限制，解決胚胎遠距離運輸，減低國際間引種的高額費用，減少疾病傳播，有利于胚胎移植技術(shù)在生產(chǎn)中推廣應用。

6、胚胎冷凍在加速家畜育種改良進程，建立基因庫，保護資源等都有重要的意義。,胚胎分割,概念:借助顯微操作技術(shù)或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植給受體母畜，從而獲得同卵雙胎或多胎。,胚胎分割技術(shù),條件：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。不同發(fā)育階段的胚胎，分割的具體操作不完全相同。,原理：同一胚胎的后代有相同的遺傳物質(zhì)。,獲得同卵雙胎或多胎,,,方法：,分割針或分割刀進行分割或者用胰蛋白酶分解 吸出其中

7、的半個胚胎（或直接將裸半胚胎移植給受體的滋養(yǎng)層） 注入預先準備好的空透明帶中。（在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。）,顯微操作器貴、操作煩瑣摘除透明帶處理降低半胚的發(fā)育能力且耗時多切割后裝帶過程很可能使半胚的斷面細胞再次受到損傷，移植后可能導致犢牛畸形不同質(zhì)量的胚胎對分割成功率有較大的影響，而且分割后增加的可用胚比率差異顯著不同分割操作者對胚胎分割的成功

8、率的影響顯著,存在問題,胚胎的基礎理論和冷凍半胚的應用研究，推動分割半胚冷凍技術(shù)的進展，用于實踐。為生理學、營養(yǎng)學、遺傳學、胚胎學和動物育種研究，尤其是動物遺傳研究提供寶貴材料。,發(fā)展前景,胚胎嵌合,概念：將２個胚胎細胞（同種或異種動物胚胎）合并，共同發(fā)育成１個胚胎，然后將這個胚胎移植給受體，讓其妊娠產(chǎn)仔。產(chǎn)來具有以上２種動物胚胎細胞的幼仔，則為“嵌合體動物”。,囊胚顯微注射法： 用顯微操作技術(shù)將供胚的全部或部分內(nèi)細胞團注入除去部

9、分內(nèi)細胞團的受胚囊胚腔中使其發(fā)育為嵌合胚胎。,聚合法： 是指將去除透明帶的兩枚8細胞至桑葚期胚胎，或來自兩個不同胚胎的卵裂球，或卵裂球與胚胎聚合在一起的方法。,發(fā)展前景1.在發(fā)育及細胞生物學方面的運用(1)研究胚胎分化規(guī)律 (2)研究性分化機理 (3)孤雌生殖 2.在免疫學與醫(yī)學方面的運用(1)用于免疫功能的分析 (2)建立遺傳病動物模型 3.在動物生產(chǎn)中的應用(1)人工制造有特殊經(jīng)濟價值的個體 (

10、2)種間移植 (3)可作為外源基因的導入方法 (4)生產(chǎn)移植器官,存在問題及發(fā)展前景,存在問題1、嵌合體組織器宮的特異抗原性2、種間嵌合體胚胎細胞分化、發(fā)育的局限性,胚胎干細胞（ES細胞）,概念：胚胎干細胞（ES細胞）是一種高度未分化細胞。它具有發(fā)育的全能性，能分化出成體動物的所有組織和器官，包括生殖細胞。,研究和利用ES細胞是當前生物工程領域的核心問題之一。,發(fā)展前景：生產(chǎn)克隆動物2. 轉(zhuǎn)基因動物3.

11、用于器官組織移植和細胞治療4. 用ES細胞建立藥物、化學品的體外胚胎毒性測試系統(tǒng)5. 在ES細胞上進行遺傳操作6. 通過ES細胞介導制作遺傳工程動物,存在問題：免疫排斥倫理窘境,轉(zhuǎn)基因動物,概念：將外源重組基因轉(zhuǎn)染并整合到動物受體細胞基因組中，從而形成在體表達外源基因的動物，稱為轉(zhuǎn)基因動物。,方法：顯微注射法反轉(zhuǎn)錄病毒法胚胎干細胞 (embryonic stem cell，ES細胞)法電脈沖法精子載體

12、導入法,發(fā)展前景轉(zhuǎn)基因動物可用于發(fā)育生物學和遺傳學的基礎研究改良和培育動物新品種、研制和生產(chǎn)生物活性物質(zhì)醫(yī)學研究上對心血管疾病、遺傳病、腫瘤學、免疫學研究的貢獻把目的基因轉(zhuǎn)到動物中去使動物的血液、乳汁中產(chǎn)生目的基因所要表達的產(chǎn)物。在器官移植中可克服異種動物間的排斥作用。,存在問題轉(zhuǎn)基因動物受遺傳鑲嵌性和雜合性的影響，其有性生殖后代變異較大，難以形成穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因品系.,試管嬰兒,概念：在試管中把從婦女卵巢中取出的卵培養(yǎng)成

13、熟并與丈夫的精子結(jié)合，然后，把培育成的胚胎移植入母體子宮，正常發(fā)育并出生。,控制性超排卵,監(jiān)測卵泡,取卵,取精,體外受精,胚胎體外培養(yǎng),胚胎移植,補充黃體酮,第14天后驗晨尿確定是否妊娠,妊娠后14天B超查胎兒數(shù)及胚胎著床部位,不孕不育優(yōu)生,胚胎性別控制,概念：通過對動物的正常生殖過程進行人為干預，使成年雌性動物產(chǎn)出人們期望性別后代。,原理：SRY-PCR技術(shù)檢測胚胎細胞中有無TDF(睪丸決定因子)存在。通過這種技術(shù)可以得到人們想要

14、的性別。,TDF基因,有并表達,生殖器官:睪丸,沒有,生殖器官:卵巢,方法：（1）胚胎性別鑒定技術(shù)（2）卵子受精前的性別控制技術(shù) ①精子分離 ②改變子宮生理生化環(huán)境,問題與發(fā)展：目前已經(jīng)有雌性控制率分別達到55－69％和70－75％的不同藥物，但還需要從控制效率和重復穩(wěn)定性方面進行研究和提高，才能廣泛應。,克隆動物,概念：又稱“生物放大技術(shù)”，利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個體有完全相同基因組之后代的過程。,例子：

15、,克隆技術(shù)的廣闊前景： （1）培育優(yōu)良畜種和生產(chǎn)實驗動物；（2）生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物； （3）生產(chǎn)人胚胎干細胞用于細胞和組織替代療法（4）復制瀕危的動物物種，保存和傳播動物物種 資源。,存在問題及發(fā)展前景,存在問題然而克隆技術(shù)猶如原子能技術(shù)，是一把雙刃劍，劍柄掌握在人類手中。至今各個國家對待克隆技術(shù)的態(tài)度不一致，之間有許多社會道德和法律上的問題。,胚胎工程在我國的應用以及發(fā)展前景,特點： 起步晚

16、 發(fā)展快應用： 畜牧業(yè)、食品、醫(yī)藥、科研、生產(chǎn)等不足： 優(yōu)良種母畜不足 缺乏技術(shù)人員 相關基礎研究設施少，研究成本高 相關法律欠缺，市場沒有標準，產(chǎn)品質(zhì)量不一，不法人員鉆空子。解決：產(chǎn)業(yè)化；團體化；集中優(yōu)勢資金發(fā)展試用地區(qū)，以點帶面逐漸推廣