不同融合条件对水牛体细胞核移植效果的影响

本研究主要探讨水牛体细胞核移植电融合的影响因素,以摸索出适合水牛体细胞核移植的电融合条件。结果显示:直流脉冲前施加2 .0 V交流电波能显著提高Φ<1 5 μm供体细胞的融合率及胚胎的卵裂率( P<0 .0 5 ) ,但对其存活率和囊胚率以及2 0 μm<Φ<3 0 μm供体细胞的融合率、胚胎的存活率、卵裂率及随后的囊胚发育率无显著影响( P>0 .0 5 ) ;然而无论施加交流电与否,直径2 0～3 0 μm供体细胞的囊胚率均显著高于直径小于1 5 μm供体细胞的囊胚率( P<0 .0 5 )。注核操作液中添加聚乙烯醇( PVA)对重组胚的融合率和卵裂率没有显著影响( P>0 .0 5 ) ,但激活后重组胚的存活率( 95 .83 %)及囊胚发育率( 1 1 .3 2 %)显著高于对照组的重组胚存活率( 74.77%)和囊胚率( 3 .75 %,P<0 .0 5 )。结果表明:( 1 )直流脉冲前施加2 .0 V交流电波能提高直径较小供体细胞的融合效果;( 2 )注核操作液中添加0 .1 %聚乙烯醇有利于提高水牛体细胞核移植的效果     

不同来源的供体细胞对水牛体细胞核移植效果的影响

采用电融合方法,探讨不同来源的供体细胞对水牛核移植效果的影响。体外成熟培养22～24h的水牛卵母细胞,在含有5μg/mL细胞松弛素B的操作液中进行去核,然后将经0.1μg/mLAphidicolin(APD)+0.5%FBS培养2～9d的水牛不同来源的供体细胞,注射到去核的卵母细胞卵周隙中,电融合形成重构胚。重构胚经5μmol/L离子霉素激活处理5min,并在2mmol/L的6-DMAP中培养3h后,在含有颗粒细胞单层细胞的微滴中培养7～9d,观察其卵裂和胚胎发育情况。结果发现,来自水牛胎儿耳部或腹部组织块的成纤维细胞用作供体细胞,其重组胚的融合率及体外发育能力差异不显著(P>0.05),且细胞培养方法(组织块法或酶消化法)对其核移植效果没有影响;来自编号011010的胎儿耳皮成纤维细胞重组胚的囊胚发育率显著高于来自编号030323和030410细胞(31.45%vs10.96%和14.49%,P<0.05),但它们的融合率、卵裂率无显著差异(P>0.05)。以上结果表明:经不同培养方法培养的细胞或来自身体不同部位的组织的成纤维细胞均可作为核移植研究的供体细胞,但是水牛体细胞核移植效果受供体的个体差异的影响。     

兔和牛卵母细胞核移植的研究

通过显微操作，将１６～３２细胞期胚胎的单个卵裂球注入去核卵母细胞的卵周隙内，用适当电压（兔１６０Ｖ、牛１２０Ｖ）和脉冲时间的两次电脉冲诱导卵裂球与卵母细胞的融合；融合后的胚胎体外培养观察发育或移植到同步受体。体内成熟的免卵母细胞操作后存活率为９３．７％（１５０１／１６０２），融合率为９４．３％（１２８１／１３５９）。融合卵再用１６０Ｖ４０μｓ电脉冲电激一次，可显著提高其卵裂率（７５．９％比１８．２％，Ｐ＜０．０１）。用体外成熟的兔卵母细胞进行核移植，存活率和融合率分别为７８．５％（９５／１２１）和９５．７％（８８／９２），融合胚卵裂率为５１．４％（３７／７２）。初步表明体外成熟的兔卵母细胞可作为核移植的受体卵。此外，还尝试了用体外受精的牛胚胎和体外成熟的牛卵母细胞进行核移植，操作后存活率和融合率分别为９８．０％（５０／５１）和７５．５％（３７／４９），核移植胚的卵裂率为５４．１％（２０／３７）。     

供体细胞种类对牛核移植效果的影响

供体细胞种类对牛卵母细胞核移植效果影响的研究结果表明,颗粒细胞的核移植效果与成年牛成纤维细胞无显著差异(19.8%vs 17.3%,P>0.05);胎牛成纤维细胞核移植囊胚发育率高于成年牛成纤维细胞(24.2%vs 14.0%,P<0.05);血清饥饿处理的胎牛成纤维细胞(休眠细胞)与高血清培养(非休眠细胞)的胎牛成纤维细胞核移植效果差异不显著(18.8%vs 18.6%,P>0.05),表明胎牛成纤维细胞血清饥饿处理没有必要。     

不同类型的转基因细胞为核供体生产猪的转绿色荧光蛋白基因克隆胚胎

2005年我国获得了体细胞克隆猪的成功,但是在体细胞转基因克隆猪方面还处于起步阶段。猪的转基因克隆在农业和医学方面有着巨大的应用前景,在农业上可以提高猪肉品质和培育抗病猪种等;医学上可以为人类异种器官移植、疾病模型和新药筛选提供理想材料。体细胞核移植结合基因组修饰技术,是目前生产转基因家畜的一种有效方式。供体细胞的类型是影响转基因克隆效率的一个关键因素,因为供体细胞的类型决定着体细胞转基因效率和重组胚的发育潜力。目前所知,较成功用于生产转基因克隆猪的供体细胞仅限于胎儿成纤维细胞,因为它易培养、增殖期限长、重构胚的发育能力高。此外骨髓间充质细胞,一种成体干细胞,作为转基因克隆猪的供体细胞有着巨大的潜力,国内外仅有个别报道。前脂肪细胞,一种易于获得的体细胞,有报道称利用成年猪前脂肪细胞为核供体构建的克隆胚发育能力和胎儿成纤维细胞相当,并且获得了克隆猪的后代。而利用猪前脂肪细胞生产转基因克隆胚胎,将为后续组织工程研究奠定基础。因此本研究选择猪胎儿成纤维细胞、骨髓间充质细胞和前脂肪细胞为转基因克隆的供体细胞,目的是比较不同类型转基因供体细胞对生产克隆胚胎效率的影响。本研究首先建立了近交系五指山小型猪(WZSP)胎儿成纤维细胞系(FF)、新生猪骨髓间充质细胞(MSCs)系和成年猪前脂肪细胞系(PreA)。采用组织块法建立胎儿(27日龄)成纤维细胞系;髓间充质细胞从新生猪后腿骨冲取骨髓,加入到Percoll分离液中离心,吸取中间界层面细胞,贴壁法培养骨髓间充质原代细胞,培养基为低糖DMEM。对间充质细胞向脂肪细胞进行诱导分化,油红O染色鉴定;前脂肪细胞从猪的皮下脂肪取样,用0.1%胶原酶消化法建立前脂肪细胞原代细胞,并对前脂肪细胞进行诱导分化为成熟的脂肪细胞,油红O染色鉴定。为了获得转基因细胞系,利用脂质体lipofectamineTM2000(Invitrogene)介导的方法将质粒pEGFP-N1转染了胎儿成纤维细胞、骨髓间充质细胞和前脂肪细胞,经过800μg/mL G418筛选后均获得了阳性细胞株。分别以3种类型转基因和未转基因细胞为核供体进行猪的体细胞核移植,比较克隆胚胎的发育能力。结果如下:(1)比较了3种类型非转基因细胞的重组胚的囊胚发育率,发现胎儿成纤维细胞(8.2%)、骨髓间充质细胞(7.1%)和前脂肪细胞(8.8%)囊胚发育率差异不显著(P>0.05);(2)比较了3种类型转基因细胞的重组胚的囊胚发育率,发现胎儿成纤维细胞(9.6%)和骨髓间充质细胞(9.9%)最高,前脂肪细胞(3.7%)最低,前两者与后者差异显著(P<0.05);(3)分别比较了每一类型供体细胞转基因和非转基因对重组胚的囊胚发育率的影响,转基因对胎儿成纤维细胞(9.6%vs 8.2%)和骨髓间充质细胞(9.9%vs 7.1%)的重构胚囊胚发育率影响不大(P>0.05);前脂肪细胞转基因重组胚的囊胚发育率显著降低(3.7%vs 8.8%,P<0.05)。以上结果表明,某些供体细胞类型转基因与否对猪克隆胚胎的早期体外发育影响不明显,有些细胞类型转基因对克隆胚的发育能力影响较大。通过体细胞核移植技术,猪胎儿成纤维细胞和骨髓间充质细胞可以有效地生产猪转基因囊胚,但前脂肪细胞转基因克隆胚胎的囊胚发育率能否进一步提高,还需要进一步的实验观察。     

黄牛体细胞核移植初步研究

对牛体细胞核移植的有关影响因素进行了系统研究,结果表明,电场强度为100v／mm,电脉冲2次,脉冲时间为10μs的融合率显著高于30μs的融合率,囊胚发育率差异不显著;在耳部成纤维细胞的注核微滴中添加7％乙醇可提高重组胚的卵裂率,供体细胞的预激活可提高核移植效果;TⅠ期(第二次减数分裂末期)去核卵母细胞核移植总囊胚率低于MⅠ期(第二次减数分裂中期)去核卵母细胞的,TⅠ期去核卵母细胞的核移植效果不如MⅠ期去核卵母细胞的;成纤维细胞直接注射后3h用离子霉素(5μmol／L,5min)和6-二甲氨基嘌呤(6-DMAP,2mmol／L,3h)激活处理的重组胚发育率显著高于注核后0h和6h激活的重组胚,供体细胞核与受体卵母细胞激活前的胞质因子互作一段时间,有利于核移植胚胎的早期发育。     

自体或异体小鼠卵丘细胞核移植胚胎的发育

体细胞核移植胚胎发育到成体和许多因素有关,如供体细胞的种类(Wakayama et al.,2005;Saito et al.,2004),性别和基因型(Wakayama et al.,2005),线粒体(Bruggerhoff et al.,2002)等.供体细胞核在卵胞质因子作用下重编程,抑制自身基因表达,恢复为胚胎发育所必需的基因表达状态.本研究比较了来自同一雌鼠(SI)或者不同雌鼠(DI)的供体细胞对核移植胚胎的发育影响.     

电融合化学激活前培养时间对绵羊重构胚发育的影响

采用绵羊（Bos gaurus）体细胞带下注入体外成熟的卵母细胞构建重构胚,比较了不同的融合和化学激活前培养时间对重构胚融合和发育的影响。融合前培养 1h,比较不同的激活前培养时间,发现各组重构胚卵裂率、桑椹胚率和囊胚率均无显著差异（P>0.05）,但激活前培养2h胚胎完整率(95.81%)高于对照（74.64%）,差异显著（P<0.05）;激活前培养2 h,比较不同的融合前培养时间,发现两组融合率,激活胚胎完整率和囊胚率无显著差异（P>0.05）,但融合前培养1h的卵裂率（76.88%）和桑椹胚率（40.63%）显著高于直接融合（64.48%和21.50%）（P<0.05）。利用G1和G2培养早期克隆胚胎,将发育至桑椹胚囊胚的胚胎移植到41只受体绵羊,仅1只妊娠但于第104天流产。用5对绵羊微卫星DNA多态性引物对该克隆流产胎儿皮肤成纤维细胞、供体细胞、受体绵羊及一只普通对照母绵羊皮肤成纤维细胞进行微卫星DNA分析,结果表明5对微卫星DNA引物扩增各组细胞DNA, 扩增产物经过10%琼脂糖凝胶电泳和银染后,条带均有明显的多态性。条带分析显示,克隆流产胎儿的微卫星DNA指纹与供体细胞完全相同,而不同于其受体母亲和对照绵羊。证明该流产羔羊基因来源于供体细胞,为体细胞克隆绵羊。     

影响克隆牛生产效率之因素研究

为了提高牛体细胞克隆的效率,比较了不同融合电压对核移植胚发育的影响,其中1.7kv/cm电场强度,获得了较高的融合率、卵裂率和囊胚率,分别为67.14%,76.59%和29.16%。比较了血清饥饿处理体细胞对核移植效率的影响,血清饥饿处理体细胞后,融合率、卵裂率和囊胚率分别为68.91%,74.79%和28.26%,与非血清饥饿处理的相比没有明显差异(分别为60.96%,71.91%和20.31%,P>0.05)。而且胚胎移植后的怀孕率和产犊率也没有差异(分别为29.17%,8.33%和33.33%,16.66%,P>0.05)。另外,通过加强克隆牛的产后护理,可以提高克隆牛的成活率。总之,优化生产克隆牛的各环节因素,可以从整体上提高克隆牛的生产效率。