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动物克隆研究进展及其展望

细胞核移植技术:将供体细胞核移入除 去核的卵母细胞中,使后者不经过精子 穿透等有性过程即无性繁殖就可被激活、 分裂并发育成新的个体、使得核供体的 基因得到完全复制。
(二)哺乳动物胚细胞核移植
品种 小鼠 绵羊

兔 大鼠

国际
国内
Illmensee & Hoppe(1981) 陆长富等(1997)
Willadsen (1986) Robl et al.(1987) Prather et al.(1987) Stice & Robl(1988)
(类)胚胎干细胞系的建立:仅在小鼠上建立了 ES系 (Evans & Kaufman,1981; Martin,1981),意义很大,可用 ES细胞进行核移植。1995年,英国学者Campbell等,利用 9.5天绵羊胚胎滋养层细胞培养传3代后作为核供体获得了后 代,曾被评为96年世界十大科技新闻之一。1999年,小鼠 ES细胞克隆获得成功(Wakayama et al.,1999),用长期培 养的牛PGCs克隆后获得了一头公牛(Mueller et al.,1999)。
(三)核卵重组技术
在显微操作仪操纵下,用去核吸管吸取一 枚分离出的完整卵裂球,注入去除核的受体 卵母细胞的卵周隙中。
(四)重组胚的融合技术
• 由于微吸管破坏了卵膜及一部分细胞质,若 直接移植则成功很低,故需对重组胚进行融 合,现多采用电融合法,将重组胚置于融合 小室内,使核一质集结面与电极相平行,在 一定的电场强度下,给予一定时间的矩型直 流电脉冲促使其融合。
(一)概述
动物胚胎工程是当今生物工程的研 究热点之一,目前主要向两头延伸:
胚胎工程
推广应用 (胚移产业化)
高深研究 ( 克隆、转基因)
分子克隆:人工扩增生物大分子
克隆(Clone) 细胞克隆:细胞系 (无性繁殖)
胚胎细胞克隆 个体克隆(卵核移植)
体细胞克隆
克隆源于希腊文,原意为树木的枝条, 在生物学中系指一个细胞或个体以无性 繁殖的方式产生一群细胞或一群个体, 在不发生突变的情况下,具有完全相同 的遗传性状,常称为无性繁殖系。
山羊,张涌等(2000);成勇等(2000); Keefer et al.(2000)。
猪,颗粒细胞核移植胚二次核移植,Polejaevea et al.(2000)。
胎儿成纤维细胞:
绵羊,3只,Wilmut et al.(1997);6只, Schnieke et al.(1997); 牛,Cibelli et al.(1997);;Butler(1998); Zakhartchenko et al.(1999); Vignon et al.(1999); 山羊,Baguisi et al.(1999); 猪,Onishi et al.(2000)。
(三)体细胞克隆进展
成年体细胞:
绵羊Dolly,乳腺上皮细胞,Wilmut et al. (1997);
小鼠30余只,卵丘细胞,Wakayama et al.(1998);
牛,卵丘细胞(5),输卵管上皮(3),Kato et al.(1998);老牛颗粒细胞(2),传代冻解,Wells et al.(1998);乳腺上皮原代细胞(1)与耳皮肤成 纤维细胞(1),Zakhart-chenko et al.(1999);肌肉 细胞(4),传4代,Shiga et al.(1999);耳皮肤成 纤维细胞培养3个月传15代,Kubota et al.(2000);
1. 胚细胞 用0.2%链霉蛋白酶预处理胚胎,然 后机械法剥离透明带,钝头玻璃吸管反复吹吸 以分离成单个卵裂球。
2. 体细胞 最早是用青蛙肠粘膜上皮细胞的 核获得后代。Wilmut等将绵羊乳腺细胞在特 定的实验条件下增殖培养6天,诱使细胞处于 静止状态,以便染色质结构调整和核进行重 组,从而获得了克隆绵羊“多莉”,开创了 哺乳动物体细胞核移植(克隆)的新纪元。
李雪峰等(1996) 黄少华等(1993)
Kono & Tsunoda(1988)
Prather et al.(1989)
赵浩斌等(ng et al.(1997)
张涌等 (1991)
胚胎细胞克隆重大进展
技术基本成熟:如1枚牛胚获得了7头活牛犊。
继代克隆:牛连续克隆至第7代,获得了第3代犊牛,1枚胚 连续克隆获得了190枚胚胎;山羊继代克隆5代共获得了45 只不同代的后代,1枚胚连续克隆获得了298枚胚胎。
(四)哺乳类异种动物克隆研究进展
指核供体细胞与核受体细胞来源于两个不同的 种系。 研究报导不多。 尚未见有异种克隆个体产生的报导,但有一些 获得异种克隆囊胚甚至胎儿的报导。 大熊猫成年体细胞与去核兔卵母细胞重建得到 了异种体细胞克隆囊胚(陈大元等,1999)。
二、 动物克隆的技术路线
(一)供体核的分离技术
(二)发展前景
进展快、意义大,但还有许多问题有待 解决,仍是当今生物界研究的热点。 2000年武汉动物繁殖研讨会上,众多专 家认为,十五期间,在胚胎移植产业化 的同时,克隆、转基因、胚胎干细胞等 研究将会有更大的进展,建议并相信国 家会有更大强度的资助。
(二)受体细胞的去核技术
现一般均采用超数排卵回收的卵母细胞 或体外培养成熟的卵母细胞,并将其置 于含细胞松弛素B和秋水仙胺的培养液中, 一端用固定吸管固定,另一端用一尖头 吸管(Ф30μm)穿透透明带进入卵周隙, 或用一细长玻璃针刺破并切开一部分透 明带,再用呈直角的去核吸管经切囗抵 住细胞膜,操纵去核吸管,从第1极体外 吸除第一极体及时性于分裂中期的染色 体和周围的部分细胞质。
(五)核移植胚的培养与移植 或重复克隆技术
融合后的胚胎在体外培养或经过中间受体 培养至桑椹胚或囊胚,然后移入与胚龄同期 的受体动物子宫角内,可望获得克隆后代。 获得的早期胚也可作为供体核重新克隆。
三、 意义及发展前景
(一)意义
为动物胚胎发生、死亡及其调控以及人 的生长、衰老等研究提供研究手段。 为许多研究如肝癌等提供大量遗传性状 一致的动物模型。 提供人体代用器官或生产大量生物药品。 优秀种畜的快速纯繁扩群,加快新品种 选育的进程。 拯救珍贵濒危动物。
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