第十二章实验动物胚胎工程技术分析.ppt

胚胎工程又称胚胎技术，是指利用生物工程学的原理对动物的胚胎进行某种技术操作或改造，使之获得人们所需要动物的一系列生物技术的总称。 胚胎工程主要分为四大体系： 第一类：胚胎操作基本技术，包括超数排卵、精子和卵母细胞的采集、体外受精、胚胎培养、胚胎的冷冻保存、胚胎性别鉴定和胚胎移植技术； 第二类：动物克隆技术，包括胚胎分割、细胞核移植技术； 第三类：胚胎干细胞技术； 第四类：转基因技术。 胚胎工程是生物工程的一个分支，是动物细胞工程的拓展与延伸，胚胎工程技术除了作为研究胚胎的分化和发育的方法和手段外，当前更多地作为一种先进技术应用于以下几个方面： 1.在畜牧业方面 通过建立超数排卵、受精卵/卵母细胞的采集、体外受精、胚胎切割、胚胎性别控制、体细胞克隆以及胚胎移植技术，加快良种家畜的繁殖和家畜品种的改良。 2.在医学方面 通过建立卵母细胞的采集、体外受精、显微受精以及胚胎移植技术，用于不孕症的治疗；通过对胚胎培养和检测，剔除具有遗传性疾病的胚胎，达到优生优育目的。 3.在生命科学研究方面 阐明哺乳动物早期胚胎发生及其发育机制等基础理论。 4.在生物制药方面 通过转基因技术将具有药用价值的生物活性蛋白的基因整合到宿主的染色体上，使其在乳汁、血液、尿液等体液中表达。通过收集、纯化这些体液中的生物活性蛋白，用于预防和治疗某些人类的疾病。 5.在拯救濒危野生动物方面 通过野生动物生殖细胞和组织的冷冻保存、体细胞克隆和胚胎移植技术，扩大野生动物的种群。 胚胎操作基本技术： 一、精子、卵母细胞、早期胚胎的采集和超数排卵 二、体外受精 三、胚胎性别控制 四、胚胎培养 五、胚胎移植 六、胚胎冷冻保存 一、精子、卵母细胞、早期胚胎的采集和超数排卵 是胚胎工程最基本的技术。胚胎工程的其他技术均需从卵母细胞和受精卵的采集技术开始。 1.精子的采集 啮齿类小动物，如大、小鼠，可将动物处死后，分离附睾尾部，用眼科剪子在顶端剪一小口，用手指轻柔挤出浓稠的液滴，置培养液中培养。 大动物，如犬的精液采集可采用生物电刺激方法促进雄性射精，收集精液。 以小鼠的超数排卵为例，成熟雌性小鼠，中午12～13时用孕马妊娠血清（PMSG）腹腔注射5单位/只。48小时后用人绒毛膜促性腺激素（hCG）腹腔注射5单位/只，进行超数排卵。 二、体外受精 体外受精是指成熟的精子与卵母细胞在体外环境下完成受精的过程。 以小鼠为例： 1）进行超数排卵：PMSG和hCG注射 2）处死，取出输卵管壶腹部采集卵母细胞。将新鲜采集的精子在培养液中培养1小时后，以适当的浓度移入有卵母细胞的培养液滴中。如受精，4～5小时后受精卵中可见明显的雄性原核，第二天受精卵发育成二细胞胚胎。 体外受精不仅是研究受精及早期胚胎发生的重要手段，而且广泛应用于人类生殖障碍、家畜品种改良等方面。 试管婴儿：若夫妇两人，生殖细胞能正常产生，但就是生不出孩子——怎么办？ 把卵子和精子都拿到体外来，让它们在体外人工控制的环境中完成受精过程，然后把受精卵移植到女性的子宫中，在子宫中孕育成为胚胎。 三、胚胎性别控制 是畜牧业生物技术中一项重要的高新技术。这项技术的应用可以使畜牧上大动物的繁殖按照人们的意愿只生产同一性别动物，例如奶牛、奶羊等的生产按照人们的意愿只生产母畜，可以显著提高奶牛的繁殖效率，获得可观的经济效益。 在医学上对人类性别控制的研究也具有积极的意义。有的遗传性疾病属于性连锁遗传，例如进行性肌营养不良，为X连锁隐性遗传，男性发病，女性携带异常基因但不发病。携带此致病基因的女性怀孕后如做胚胎性别鉴定，可避免男性患儿出生。 正常情况下，法律禁止对胎儿性别进行控制！ 性别控制技术主要有3种不同的途径： 1.分离X精子与Y精子：流式细胞光度法 2.对胚胎进行鉴定以控制性别：在胚胎移植前对胚胎的部分组织用染色体检查、间接免疫荧光法和PCR法进行性别鉴定。其中PCR法具有高效、快速的特点。 3. 改变酸碱度： 酸性环境下X型精子活力强，碱性环境下Y型精子活力强，如雌性动物喂食酸性饲料，子代雌性动物可能性大，喂食偏碱性饲料，子代雄性动物可能性大。同样原理，交配前用酸性溶液冲洗阴道，子代雌性动物机会多；用碱性溶液冲洗阴道，子代雄性动物机会多。 四、胚胎培养: 胚胎培养是指将获得的未成熟的卵母细胞、受精卵、冷冻保存胚胎在体外人工创造的环境中培养成熟，并通过体外受精发育成各阶段的早期胚胎。 研究胚胎发育的环境和条件，揭示胚胎细胞的生长发育和分化的奥秘。 但体外胚胎培养只能发育到受精卵的囊胚期，