动物克隆的理论与实践

动物机体的大部分分化细胞具备全能性 ,成熟卵母细胞胞质中 m RNA、蛋白质等母型信息能使注入其中的细胞基因发生再程序化 ,从而启动新个体的发育。供体细胞和受体卵母细胞的周期和功能状态的同步协调是实现重构胚正常发育的关键。克隆动物的成功受供体细胞、受体卵母细胞以及二者之间的相互作用等多个因素的影响 ,其中的许多规律还未被掌握 ,动物克隆的研究必将揭示这些生物学规律 ,显示其巨大的科学意义     

绵羊-绵羊和山羊-绵羊体细胞克隆胚的构建及体外发育研究

【目的】以绵羊卵母细胞为受体,构建绵羊-绵羊和山羊-绵羊体细胞克隆胚,比较其体外发育能力,探讨绵羊卵母细胞对异种体细胞核的再程序化能力。【方法】以体外成熟的绵羊卵母细胞为核受体,分别以绵羊及山羊胎儿成纤维细胞为核供体,经卵母细胞去核、注核、重构胚电融合、激活等一系列操作,构建同种绵羊-绵羊及异种山羊-绵羊体细胞的克隆胚,比较其体外发育能力。【结果】同种间克隆胚的囊胚发育率(16.0%)高于异种间克隆胚(7.4%)。异种间克隆胚在8-细胞到16-细胞及16-细胞到桑椹胚期间的发育能力显著低于同种间克隆胚。2种克隆胚在2-细胞到8-细胞期间的发育速度基本相同,但异种间克隆胚在8-细胞到囊胚期间的发育速度明显低于同种间克隆胚,两者相差12~24 h。【结论】绵羊卵母细胞对异种体细胞核具有再程序化能力,但这种再程序化能力明显低于其对同种体细胞核的再程序化能力。     

山羊胚胎克隆的研究

应用细胞核移植技术，把未分化或处于不同发育阶段的胚胎分裂球或细胞移入成熟的去核卵母细胞，并使之融合，成为Ｇ＿０代克隆卵。将Ｇ＿０代克隆卵移入同期发情的山羊输卵管中培养５ｄ，回收得到克隆胚，选择其中正常发育至８～１６细胞的克隆胚，将其胚胎细胞再移入成熟的去核卵母细胞，并进行电融合，构成Ｇ＿１代再克隆卵。１２９枚Ｇ＿０代克隆卵和１４３枚Ｇ＿１代再克隆卵移入同期发情的山羊输卵管，获得Ｇ＿０代克隆羊２只和Ｇ＿１代再克隆羊４只。介绍了产生克隆动物的各个技术环节以及这些环节与克隆动物出生率的关系。     

化学去核卵母细胞为受体的小鼠体细胞核移植

 【目的】本研究旨在探索一种崭新的、化学试剂诱导去核卵母细胞为核受体的、无透明带的、手工体细胞核移植方法。【方法】将第一次减数分裂期小鼠卵母细胞进行诱导去核并去除透明带，去核卵胞质与胎儿成纤维细胞粘合、电融合和SrCl2激活后，体外培养重构胚。【结果】重构胚融合率和激活率分别为84.8％和93.6％；胚胎2-细胞发育率为24.7％，4-细胞率为6.74％；2-细胞期克隆胚移植假孕受体后，没有获得怀孕受体；分别以“血清饥饿”胎儿成纤维细胞、新鲜细胞和冷冻保存细胞为供体作核移植，结果表明，冷冻保存细胞的融合率（69.3％）与其余两组（80.6％和84.8％）呈显著差异（P＜0.05）；激活率、2-细胞和4-细胞发育率，则3组间差异不显著（P＞0.05）。【结论】本文将小鼠卵母细胞的化学去核与无透明带技术相结合，获得的克隆胚目前已发育到4－细胞期；另外，供体细胞的3种准备方式均不影响胚胎发育率。该方法属手工克隆，它的成功将会大大简化核移植程序，提高核移植总效率。     

山羊胚胎克隆的研究

应用细胞核移植技术，把未分化或处于不同发育阶段的胚胎分裂球或细胞移入成熟的去核卵母细胞，并使之融合，成为Ｇ０代克隆卵。将Ｇ０代克隆卵移入同期发情的山羊输卵管中培养５ｄ，回收得到克隆胚，选择其中正常发育至８～１６细胞的克隆胚，将其胚胎细胞再移入成熟的去核卵母细胞，并进行电融合，构成Ｇ１代再克隆卵，１２９枚Ｇ０代克隆卵和１４３枚Ｇ１代再克隆卵移入同期发情的山羊输卵管，获得Ｇ０代克隆羊２只和Ｇ１代再克隆     

前沿动态

哺乳动物卵母细胞发育蛋白质组研究突破卵母细胞具有非常强的重编程能力,它可以在短短几个细胞周期内把高度分化的体细胞重编程为了具有全能性的克隆胚胎并可以进一步发育成为克隆动物。要想了解哪些蛋白是卵母细胞重编程过程所需要的蛋白,就需要对     

不同亚种牛卵母细胞克隆效率和胚胎移植效果分析

在体细胞核移植(克隆)试验中,作为受体细胞的卵母细胞是制约克隆效率的重要因素之一.本文通过对鲁西黄牛和荷斯坦奶牛进行活体取卵(OPU)试验,并以两个不同亚种的卵母细胞分别作为受体细胞进行奶牛体细胞克隆和胚胎移植试验,经卵母细胞克隆效率和胚胎移植效果分析,探讨以鲁西黄牛代替荷斯坦奶牛作为卵母细胞的供体的可行性.结果显示,夏季鲁西黄牛OPU的效果更好,用鲁西黄牛卵母细胞构建的重构胚的融合率显著高于荷斯坦奶牛;鲁西黄牛卵母细胞形成的克隆胚移植后,其妊娠率、产犊率和活产率与荷斯坦奶牛相当;采用不同亚种克隆胚和不同类型受体牛互相组合进行胚胎移植,结果表明亚种内移植组妊娠率明显高于亚种间移植组,而且亚种内移植组非妊娠牛的返情时间也明显推后.以上结果说明,鲁西黄牛可以代替荷斯坦奶牛作为卵母细胞的供体和胚胎移植受体牛;不同亚种受体牛与克隆胚的适当组合可以显著提高胚胎移植的效果.本研究为以后开展不同亚种间克隆提供了可行性参考.     

山羊转基因克隆胚在体内和体外发育的研究

探讨了体内/外成熟卵母细胞、体内/外培养系统、输卵管液和输卵管上皮细胞共培养系统对转基因克隆胚发育的影响。结果表明:体内/外成熟卵母细胞对转基因克隆胚各阶段发育率无显著影响。体内/外培养系统中,转基因克隆胚2～3-细胞、4-细胞、8-细胞发育率差异不显著;16-细胞和桑/囊胚发育率差异显著。对照组和20%输卵管液中,转基因克隆胚2～3-细胞、4-细胞、8-细胞发育率均显著高于50%输卵管液;在20%输卵管液中16-细胞的发育率显著高于对照组和50%输卵管液。转基因克隆胚在输卵管上皮细胞共培养系统和SOF培养系统中培养,2～3-细胞和4-细胞发育率无显著差异;8-细胞、16-细胞和桑/囊胚的发育率差异显著。     

线粒体损伤对山羊-绵羊异种核移植胚早期发育的影响

【目的】研究线粒体损伤对核移植胚早期发育的影响。【方法】用经光敏化染料罗丹明-123损伤的山羊胎儿成纤维细胞和绵羊卵母细胞,构建山羊-绵羊异种体细胞核移植胚,于38.5℃、相对湿度100%、体积分数5%CO2条件下培养,统计其2-细胞期、8-细胞期和囊胚期的发育率。【结果】山羊核供体线粒体损伤并不影响囊胚期前核移植胚的发育率(P0.05);绵羊卵母细胞线粒体损伤,使核移植胚2-细胞期的发育率下降(P0.05),但不影响8-细胞期和囊胚期的发育率(P0.05);核供体和卵母细胞线粒体都损伤的核移植胚发育率的变化规律与卵胞质受体线粒体损伤的核移植胚一致。【结论】在异种核移植胚的早期发育中,核供体线粒体损伤不影响核移植胚的发育,但卵母细胞受体线粒体损伤明显影响核移植胚的发育率。     

猪胚胎细胞核移植

选用杜洛克２￣１６细胞期胚胎卵裂球作核供体，湖北白猪卵母细胞作核受体，通过显微操作和电融合法构成重组胚。体外培养时，以融合前２ｈ、１ｈ激活及融合前不激活的卵母细胞做核受体的重组胚，发育率分别为６４．６％，５５．３％和３４．５％。     

精子提取物对绵羊显微授精受精率及胚胎发育影响的研究

将绵羊精子可溶性撮物与上不运动绵羊精人同注射于体外成熟的绵羊卵母细胞并在体外培养，结果发现，共同注射的卵母细胞卵裂率、２￣１６细胞发育率，桑椹胚发率育，囊胚发育率均显著高于对照组，其中卵母细胞卵裂率和２￣１６细胞发育率还显著高于精子单独注射组；桑椹胚，囊胚发育率明显高于精子单独注射组。     

猪胚胎细胞核移植

选用杜洛克２～１６细胞期胚胎卵裂球作核供体，湖北白猪卵母细胞作核受体，通过显微操作和电融合法构成重组胚。体外培养时，以融合前２ｈ，１ｈ激活及融合前不激活的卵母细胞做核受体的重组胚，发育率分别为６４．６％（３１／４８），５５．３％（２６／４７）和３４．５％（１９／５５）。６１枚重组胚移入同步发情的５头受体母猪输卵管，１头于妊娠１１７ｄ产下５头核移植仔猪。结果表明，激活卵母细胞作核受体优于未激活卵母细胞。成熟卵母细胞的胞质对于移入的核具有重排能力     

促性腺激素促进雄性小鼠体内卵巢移植体卵泡卵母细胞生长发育的研究

 【目的】探索外源促性腺激素对卵巢在雄性受体内生长、卵泡发育和卵母细胞成熟与发育能力的影响。【方法】将1日龄小鼠卵巢移植到7～12周龄雄性小鼠肾囊下,回收前用促性腺激素对受体进行处理或不处理,同龄雌性小鼠用促性腺激素进行处理后作为对照。移植21 d后回收移植卵巢,观测移植体的回收率及生长和卵泡发育;对卵母细胞进行体外成熟、体外受精,观察2-细胞胚和囊胚发育率。【结果】移植21 d后,未处理组移植体回收率为85.4%,与处理组（90.7%）差异不显著（P＞0.05）。未处理组移植体卵泡发育至成熟阶段,回收卵母细胞均处在GV期,平均每枚移植体回收卵母细胞数为（41.4±25.8）枚,2-细胞胚胎发育率为17.5%,未能发育至囊胚;处理组移植体有黄体形成,有的卵泡中有扩展的卵丘卵母细胞复合体,平均回收卵母细胞数为（33.4±20.1）枚,其中MⅡ期卵母细胞为（8.5±7.1）枚,GV期、MⅡ期卵母细胞受精后2-细胞胚胎的发育率分别为33.9％和44.3%,囊胚发育率分别为0.48%和6.3%;试验组间回收卵母细胞数差异不显著（P＞0.05）,2-细胞胚胎发育率、囊胚发育率差异极显著（P＜0.01）。试验组卵母细胞2-细胞胚胎发育率显著低于对照组（P＜0.01）,处理组MⅡ期卵母细胞囊胚发育率与对照组差异不显著（P＞0.05）。【结论】外源促性腺激素对雄性小鼠卵巢移植体具有促进卵泡发育、卵母细胞成熟和胚胎发育的作用,但不增加卵母细胞产量。     

三十种硬骨鱼类卵母细胞中核仁排出物的初步研究

鱼类卵母细胞发育过程中胞核与胞质的物质交换、卵母细胞中卵黄物质积累等问题的深入研究，对探讨鱼类卵母细胞的发育规律是十分有意义的。     

c-myc和c-fos在隆肛蛙与北方山溪鲵卵巢中的表达

用免疫细胞化学方法,对隆肛蛙与北方山溪鲵不同发育时期卵泡c- myc和c- fos的表达产物进行了定位检测。结果表明,Myc在2种动物 - 期卵母细胞和滤泡细胞中表达较强,以后逐渐减弱;Fos在2种动物卵泡发育初期表达很弱,在 - 期卵泡中表达增强。上述结果说明,c- myc在2种动物卵母细胞发育初期起重要作用,而c- fos在发育中后期起重要的调控作用,2种原癌基因可能通过调节类固醇激素的合成与分泌来调控卵母细胞的发育。     

C型尿钠肽在动物卵巢表达及对生殖机能影响的研究进展

C型尿钠肽（C-type natriuretic peptide, Cnp）为尿钠肽家族成员之一,广泛分布于动物大脑、肾脏、心脏及血管等组织,具有维持心血管系统功能稳态、调控细胞增殖及促进骨骼生长等功能。普遍认为哺乳动物有3种钠尿肽受体(Natriuretic peptide receptor, NPR) ：NPR1,NPR2和NPR3。Cnp主要通过结合NPR2受体激活下游信号通路,发挥生物学作用。Cnp信号传导通路的组成成分主要包括：配体（Cnp）、跨膜受体（NPR2）及cGMP等。当Cnp分子与跨膜受体NPR2结合后,使受体的激酶同型区域（kinase homology domain, KHD）构象发生变化,进而激活鸟苷酸环化酶,将GTP转化为cGMP后激活下游信号通路。目前,许多研究表明Cnp及受体在雌性动物卵巢上表达模式相似,Cnp主要在卵泡壁层颗粒细胞上表达,NPR2受体主要在卵丘颗粒细胞上表达。另外,动物体内卵泡生长期间,Cnp和受体Npr2表达受激素调控,FSH通过雌激素介导促进卵泡颗粒细胞Cnp和受体Npr2表达;同时卵母细胞通过分泌卵母细胞分泌因子促进了颗粒细胞Npr2表达。LH可能通过表皮生长因子信号通路降低卵泡颗粒细胞Cnp和受体Npr2表达。值得注意的是,研究表明Cnp与FSH功能类似能够促进动物卵泡发育,有利于卵丘颗粒细胞的形成,并能诱导一些与卵泡成熟和类固醇合成相关的颗粒细胞基因表达,揭示卵泡颗粒细胞分泌的Cnp与FSH具有类似的功能,作用于颗粒细胞上的受体分别经由cGMP和cAMP的信号通路影响颗粒细胞基因表达,刺激卵泡生长,促进卵母细胞成熟。另外,近年研究揭示Cnp是动物体内维持卵母细胞减数分裂阻滞的关键物质,卵泡壁层颗粒细胞分泌的Cnp,作用于卵丘颗粒细胞上的受体NPR2,激活鸟甘酸环化酶后将cGTP转化为cGMP,cGMP进入卵母细胞后抑制磷酸二酯酶phosphodiesterase, PDE)的活性,维持卵母细胞内高水平的cAMP,卵母细胞内高水平的cAMP通过激活蛋白激酶A（protein kinase A, PKA）使成熟促进因子（maturation promoting factor, MPF）的催化亚基磷酸化,进而抑制MPF的活性、维持减数分裂阻滞,但对裸卵没有影响,说明Cnp通过作用卵丘颗粒细胞间接影响卵母细胞减数分裂成熟。此外,研究表明Cnp体外前处理卵丘卵母细胞复合体,有利于卵母细胞胞质成熟,提高了成熟受精后的发育能力。综上,动物体内卵泡生长期间,卵巢内产生的Cnp可能通过影响颗粒细胞的正常功能,在维持卵母细胞减数分裂阻滞的同时促进胞质成熟,保证成熟受精后具有较高的发育能力。基于此,Cnp在用作生理性的减数分裂阻滞剂增强家畜卵母细胞体外发育方面将具有重要的应用前景。因此,论文综述了Cnp结构、信号转导通路、在动物卵巢上表达及对卵巢生殖机能的影响。     

转Fat-1基因体细胞克隆草原红牛研究

Fat-1基因的转基因动物克隆,为研究ω-3多不饱和脂肪酸的功能提供了高效、准确的医学、营养学动物模型。试验成功建立了草原红牛耳部成纤维细胞系,将Fat-1基因转染到草原红牛成纤维细胞,获得转基因阳性细胞克隆。以转基因细胞为核供体,体外成熟牛卵母细胞为核受体构建转基因克隆囊胚,比较未转基因与转基因克隆胚胎的体外发育情况。结果表明,体细胞重构胚体外囊胚率分别为26.04%和26.04%,两者之间无显差异著(P>0.05)。转Fat-1基因的草原红牛重构桑葚胚或早期胚胎移植到延边黄牛子宫内,有7头妊娠,但没能够获得妊娠足月个体。     

猪胚胎细胞核移植重组胚发育能力的研究

选用香猪2-～16-细胞期卵裂球作核供体,上海白猪卵母细胞作核受体.通过显微操作和电融合技术构成重组胚.体外培养时,以融合前1h激活、融合前2h激活及融合前不激活的卵母细胞作核受体的重组胚,发育率分别为65.8%,53.1%,33.3%.以体内、体外成熟卵母细胞作核受体胞质时,其重组胚的发育能力无显著变化(P＞0.05).作为核供体的胚胎对于重组胚的发育能力有显著影响,母体合子转变以后的胚胎作为核供体时,重组胚的发育能力下降;分别以不同细胞期胚胎(2-,4-,8-和16-细胞)的卵裂球作为核供体的NT胚发育率有显著差异(P＜0.05),以2-～4-细胞胚胎卵裂球作核供体最合适.     

PGF2α信号对水牛卵母细胞和早期胚胎发育的影响

为探究前列腺素F_(2α)(PGF2α)信号对水牛繁殖能力的影响,利用免疫荧光染色和实时荧光定量PCR检测PGF_(2α)受体(PTGFR)在水牛卵母细胞和胚胎早期发育过程中的表达规律;并在卵母细胞体外成熟液、胚胎培养发育液中分别添加不同浓度的PTGFR抑制剂AL-8810,检测其对水牛卵母细胞成熟效率以及胚胎发育效率的影响。结果显示,PTGFR蛋白在水牛卵母细胞及胚胎中广泛分布,在4-16细胞期胚胎阶段,PTGFR基因表达水平显著高于未受精的卵母细胞和桑椹胚;AL-8810对水牛卵母细胞核成熟效率无显著影响,但高浓度处理组(1 600 nmol/L)显著降低卵母细胞早期凋亡率,100和800 nmol/L的AL-8810可显著提高体外16细胞期胚胎的发育效率,800 nmol/L组桑椹胚形成率最高。以上研究结果表明,抑制PGF_(2α)信号可有效提高水牛卵母细胞体外成熟质量与早期胚胎发育潜力。     

影响猪卵母细胞体外成熟的相关因素

卵母细胞是胚胎工程和发育生物学的重要组成部分，它是体外受精、性别控制、克隆及转基因等技术成功与否的前提和关键。影响猪卵母细胞体外成熟的因素很多，本文将从物理因素和化学因素两方面作简要综述。