体细胞核移植的不完全核重编程与克隆动物的发育导常

体细胞核完全的重编程是成功生产克隆动物的先决条件,体细胞核的不完全重编程是克隆动物发育异常的主要原因.本文主要通过对DNA甲基化、组蛋白乙酰化、端粒、X染色体失活和印记基因表达几个方面的论述,来探讨造成克隆动物发育异常的原因.     

哺乳动物体细胞核移植的DNA甲基化重编程研究进展

DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式之一.核移植重构胚在对供体细胞基因组进行甲基化重编程过程中会出现异常的甲基化模式,而异常的甲基化重编程是导致克隆胚早期死亡及克隆动物发育畸形的主要原因.论文针对体细胞克隆动物基因组DNA的甲基化模式、造成克隆胚胎甲基化异常的原因及异常甲基化对重构胚胎发育的影响等进行了综述.深入研究核移植重构胚甲基化重编程的机制,有助于完善核移植技术,提高克隆效率,使其更好地应用于基础研究和生产实践.     

WT1基因组蛋白乙酰化修饰对细胞核重编程的影响

利用体细胞移植技术获得克隆动物的成功是几十年来生命科学领域取得的重大突破之一,这项技术引起了社会的广泛关注。然而,由于哺乳动物克隆效率低下,且克隆后代发育异常等问题,已成为目前制约动物克隆技术发展和应用的瓶颈。克隆动物中经常出现后代过大综合征（LOS）,该病导致克隆动物早产、难产和易夭折。LOS类似于人的伯-伟综合征（BWS）,BWS也称为Wlims瘤,表现为巨舌、内脏肿大等症状。研究发现BWS的发病机理与WT1基因（Wilms’tumor 1gene）异常表达有关。本文对体细胞核重编程和表观遗传学调控细胞重编程的研究进展进行综述,并对WT1基因组蛋白乙酰化修饰与体细胞重编程之间的联系进行简要介绍,以期为生命科学领域的进一步探索与研究提供借鉴。     

体细胞克隆中核的重编程

尽管体细胞克隆在绵羊、牛、小鼠、猪、山羊、兔、猫、大鼠和骡子等物种中都获得了成功，但却未能得到狗和猕猴的克隆个体，而且克隆效率非常低，克隆效率低使体细胞克隆技术在科研和生物技术等方面的应用受到限制．供体核移入去核的卵细胞后，必须经过表观遗传修饰的重编程，回到胚胎开始发育的全能状态。目前认为：供体核的不完全重编程是导致克隆效率低的主要原因。本文从DNA甲基化、组蛋白乙酰化、X染色体失活、端粒、印记基因以及其他发育相关基因的表达几个方面来探讨影响克隆效率的因素。     

1例死亡克隆牛主要脏器组织学观察及胎盘印记基因甲基化水平分析

虽然体细胞克隆技术已经在多种动物获得成功,但是仍然存在效率低、克隆胚胎发育异常等问题,严重限制了该技术的应用。为提高克隆效率,探讨克隆动物发育异常的原因,本研究对1例死亡克隆牛主要内脏器官进行了组织学观察,并对其胎盘印记基因甲基化状态进行分析。结果表明,此例死亡克隆牛主要内脏器官除肾脏外,均不同程度出现充血、增生及淋巴细胞浸润等病理变化。胎盘增生明显并伴有充血,胎盘中印记基因H19及Peg-10的甲基化水平分别为84.6%和88.6%,显著高于50%,出现超甲基化状态。推测体细胞核移植过程影响了供核细胞的表观重编程,导致了印记基因H19及Peg-10的迷乱的DNA甲基化状态,并影响胎盘及内脏器官的正常发育。     

哺乳动物体细胞核移植胚胎发育中表观重编程的研究进展

体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer,SCNT）是一种能将已分化的体细胞重编程为全能胚胎的繁殖生物技术,在良种扩繁、濒危物种保护和治疗性克隆等方面有着广泛的应用前景,但极低的克隆效率、克隆动物胎盘异常、出生后胎儿畸形等严重限制了该技术的实际应用。造成克隆效率低和胚胎发育异常的主要原因是供体核表观遗传重编程错误或不完全。1958年,将非洲爪蟾（Xenopus laevis）幼体肠细胞核移入去核卵母细胞,获得了第1例SCNT动物个体;1986年,通过电融合1个卵裂球与去核卵母细胞成功获得了3只存活的羔羊;1997年,将成年母羊的乳腺上皮细胞与去核卵细胞电融合,获得首个SCNT哺乳动物"多利",开启了克隆时代,目前牛、小鼠、山羊、猪、欧洲盘羊、家兔、家猫、马、大鼠、骡子、狗、雪貂、狼、水牛、红鹿、单峰骆驼、食蟹猴等相继成功克隆,其中最引人瞩目的是2018年食蟹猴的成功克隆。作者通过将SCNT胚胎与受精胚胎的发育进行对比,阐述了SCNT过程中DNA甲基化、组蛋白修饰、基因组印迹、染色体状态等的重编程过程和缺陷,并从表观修饰剂、组蛋白去甲基化酶、抑制Xist表达、补充鱼精蛋白和精子RNA方面探讨单独或联合消除表观遗传重编程障碍对克隆效率的影响。随着低样本量测序技术的发展和完善,人们能够在SCNT胚胎中检测到更详细的全基因组表观遗传修饰图谱,进一步揭示SCNT胚胎表观遗传重编程中的缺陷,为提高克隆效率提供了线索。通过上述内容的阐述,希望为后续开发联合消除多种表观遗传障碍而提高克隆效率的策略和思路。     

TSA处理供体细胞对组蛋白乙酰化和核重编程效果的影响

克隆胚胎基因组的不完全重编程是克隆动物成功率低的主要原因.试验中以第5代牛胎儿成纤维细胞作为供体核,以牛卵母细胞作为受体胞质进行体细胞核移植,用75 nmol·L-1曲古抑菌素A(Trichostatin A,TSA)分别处理供体细胞6、12和24 h,通过核移植检测克隆胚胎发育率,并应用激光共聚焦显微镜技术和流式细胞术检测处理细胞和克隆囊胚组蛋白H3K18乙酰化水平和细胞周期.结果显示:随着TSA处理时间的延长,供体细胞组蛋白H3K18乙酰化水平不断提高;以75 nmot·L-1TSA处理供体细胞12 h的克隆胚的囊胚发育率显著高于未处理组(23.5%vs 15.7 %,P<0.05);供体细胞经TSA处理的克隆囊胚组蛋白H3K18乙酰化水平与未处理组相比差异不显著(P>0.5);处理组和对照组细胞G0/G1期和S期比例间存在显著差异(P<0.05).结论:TSA对核供体细胞的处理存在时间效应,75 nmol·L-1TSA处理12 h的牛胎儿成纤维细胞更易被卵母细胞重编程,显著提高了克隆胚的体外发育能力,初步证实TSA是通过提高供体细胞组蛋白乙酰化水平来促进供体细胞重编程的.     

牛体细胞核移植中的异常重编程及提高核移植效率的措施

体细胞核移植技术具有重要的理论和实践价值,但是其成功率依然很低。目前普遍认为,核移植效率低下的原因是体细胞重编程不完全,即体细胞的表观印记未被完全去除,未能建立正确的胚胎基因表达模式,进而出现各种发育阻滞和异常。论文综述了近年来对牛体细胞核移植重编程机理的探索以及提高牛体细胞核移植效率的措施。     

体细胞核移植胚胎的DNA甲基化状态

尽管多种体细胞核移植动物已经诞生,但核移植效率很低。目前普遍认为核移植动物胚胎基因组重编程(主要是甲基化)异常是核移植效率低的主要原因。本文主要论述了体细胞核移植胚胎的DNA甲基化状态。     

哺乳动物体细胞克隆后生重新编程有关机理研究进展

自第1例体细胞克隆动物“多莉”诞生以来，已有十几种克隆动物出生，克隆动物的数量也快速增长，但动物克隆主要存在的问题如效率低，流产率和出生前死亡率高等生理异常目前还无法解决。因此，动物克隆有关机理的研究已经成为各国学者研究的热点。作者主要对此领域研究的重点，即与克隆动物核后生重新编程有关的机理，如受体胞质与供体核的相互作用、基因组DNA甲基化变化和发育相关基因的表达变化等作以综述。     

miR-127和miR-136在转基因克隆绵羊胎盘中的表达分析及其靶基因的鉴定

克隆动物胎盘发育缺陷是造成动物克隆效率低下的一个重要原因。目前认为克隆胎盘发育异常通常是由于一些基因表达的异常所致,与表观遗传修饰有关。microRNA是一种重要的表观遗传修饰方式,对动物胚胎发育和胎盘的形成有着重要的调控作用。为研究miR-127和miR-136在克隆动物胎盘中的表达情况及其与克隆动物发育缺陷的关系,本实验运用荧光定量PCR分析了死亡克隆绵羊胎盘和同期普通绵羊胎盘组织中miR-127和miR-136的相对表达量,并鉴定了miR-127和miR-136的靶基因及靶基因在胎盘中的表达情况。结果显示,miR-127和miR-136在克隆绵羊胎盘中的表达量分别增加了3.1和2.8倍。EGFP荧光敲除实验证实,胎盘发育相关基因Rtl1是miR-127和miR-136的靶基因,同时定量PCR分析发现Rtl1基因在克隆绵羊胎盘中的表达量降低了3/5。结果说明,miR-127和miR-136在克隆胎盘中的异常表达可导致Rtl1基因的低表达,这很可能是导致克隆动物死亡的一个重要原因。     

ASCL2基因在体细胞克隆牛和自然繁殖牛肺脏中的甲基化分析

为探讨ASCL2基因在体细胞克隆牛中的重编程状态,本研究通过亚硫酸氢盐测序法（BSP）对体细胞克隆牛和自然繁殖牛肺脏中ASCL2基因启动子区CpG岛上的CpG位点进行了甲基化状态分析。结果显示,体细胞克隆牛的甲基化水平（28.41%）显著高于正常对照组（7.62%）（P＜0.05）。推测ASCL2基因的异常甲基化可能是造成体细胞克隆牛新生死亡及肺脏发育异常的原因之一。     

动物体细胞核移植后核重编程可能的机制

近年来,核移植在多种动物上取得了成功，但是其效率依然很低。研究表明．核供体不完全或者不正确的后成性重编程可能是核移植效率低下的主要原因，从基因印记、端粒长度变化、X染色体失活、核的变化及参与该变化的酶等方面讨论了核重编程可能的机制。了解核重编程的机制．有助于解决核移植技术中存在的问题．提高核移植的效率．从而更好的为农业和生殖医疗等行业服务．     

哺乳动物克隆技术的研究进展

本文针对近年来的哺乳动物克隆技术的研究热点,分别从体细胞克隆方法,克隆动物的细胞核重编程,异种克隆及其治疗性克隆等方面进行了分析,并且对克隆技术在转基因中的应用进行了总结。     

哺乳动物克隆技术的研究进展

本文针对近年来的哺乳动物克隆技术的研究热点,分别从体细胞克隆方法,克隆动物的细胞核重编程,异种克隆及治疗性克隆等方面进行了分析,最后就克隆技术在转基因中的应用进行了总结。     

小鼠早期胚胎发育过程中的DNA去甲基化

表观遗传修饰在基因转录与表达、细胞生长与分化以及动物个体正常发育等过程中都具有重要的调控作用。表观遗传修饰发生异常,会引起机体生长发育中的各种异常。哺乳动物从精卵受精到附植前的胚胎早期发育阶段会发生重要的表观遗传重编程,主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰。精卵受精后DNA发生主动和被动2种方式的去甲基化。本文主要综述了与DNA甲基化相关的蛋白和早期胚胎发育过程中的去甲基化机制,并对小鼠附植前胚胎发育过程中的DNA甲基化的动态变化进行了详细的论述。     

成纤维生长因子(FGF2)和成纤维生长因子受体(FGFR1)在新生死亡体细胞克隆牛组织中的表达

为了探讨成纤维生长因子及其受体在克隆动物出生死亡以及器官发育异常中的可能作用,本研究用荧光定量RT—PCR技术分析了成纤维生长因子基因（FGF2）及成纤维生长因子受体基因（FGFR1）在来自2种供体细胞（成年成纤维细胞和胎儿成纤维细胞）的出牛死亡克隆牛的6个组织（心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏和大脑）中的表达。结果表明：FGFR1的表达在来自两种供体细胞的体细胞克隆牛的心脏（P〈0．05）和肝脏（P〈0．05）显著升高,FGF2基因在体细胞克隆牛组织中的表达未发现异常。由于FGFR1在胚胎发育和器官形成中起重要作用,所以FGFR1的异常表达可能是造成克隆动物出生死亡以及器官发育异常的原因之一。     

动物体细胞克隆研究进展

克隆 (Cloning)就是无性系或无性繁殖系 ,也就是由一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖所形成的一群细胞或一群个体。在不发生突变的情况下 ,一个克隆内的所有成员具有完全相同的遗传结构。随着现代科学技术的进步 ,克隆的概念有了很大的扩展 ,包括基因克隆、细胞克隆和个体(主要是动物 )克隆。动物克隆即动物的无性繁殖 ,指借助于核移植技术 ,将供体细胞核移入去核的卵母细胞中 ,使后者不经过精子穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育为个体 ,使得核供体的基因得到完全复制。根据核供体的来源不同 ,动物克隆可分为胚胎细胞克隆与体细…     

哺乳动物早期胚胎端粒酶活性的研究进展

端粒位于真核染色体末端，是稳定染色体末端的重要元件。端粒酶（TER）是一种特殊的细胞核蛋白（RNP）反转录酶（RT），其核心酶包括蛋白亚基和RNA元件。在DNA复制过程中的端粒丢失可以被有活性的端粒酶补偿回来。哺乳动物端粒酶在发育中受调控，端粒的重编程可能是由于早期胚胎不同时期的端粒酶活性而造成的，因此，研究胚胎发育早期端粒和端粒酶重编程是非常重要的。本文对端粒和端粒酶的结构和功能，及其与哺乳动物早期胚胎发育的关系进行了综述．并在此基础上展望了端粒和端粒酶在克隆动物胚胎发育上的基础作用。     

Sox2基因真核表达载体的构建及转Sox2基因绵羊骨髓间充质干细胞系的建立

Sox2是多能干细胞的主要标记之一,有研究发现高表达Sox2基因的神经干细胞作为供体细胞进行核移植时具有较高的重编程能力。本研究旨在通过对绵羊骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymal stem cells,BMSC) Sox2基因进行外源性增强表达,以期提高其重编程能力,从而改善动物体细胞克隆效率。试验提取绵羊胎儿生殖腺组织RNA,以其为模板克隆Sox2基因cDNA序列,装入真核表达载体pEGFP-N1,构建出pEGFP-N1-Sox2表达载体。经脂质体转染将重组质粒转染入绵羊BMSC,经G418与荧光标记双筛选后挑选单克隆并扩增培养。测序鉴定表明,克隆得到绵羊Sox2基因CDS区全长,重组质粒构建成功;荧光检测表明,成功建立表达Sox2基因的绵羊BMSC系。本研究得到了高表达Sox2基因的绵羊BMSC系,为提高体细胞克隆过程中的重编程效率提供了新思路。