胚胎工程研究进展.ppt

胚胎工程研究进展胚胎工程研究进展胚胎工程胚胎工程u定义定义主要是对哺乳动物的胚胎进行某种工程技术操作，然后让其继续发育获得人们所需要的成体动物的一种技术。u研究目的研究目的 是对哺乳动物的胚胎在体外进行人为控制操作，让其继续发育，进而获得优良或珍稀动物个体，并应用这类技术进行基础研究和应用开发性研究。胚胎工程的主要技术方向胚胎工程的主要技术方向胚胎体外培养胚胎体外培养胚胎移植胚胎移植胚胎保存胚胎保存胚胎分割胚胎分割胚胎嵌合胚胎嵌合胚胎干细胞胚胎干细胞转基因动物构建转基因动物构建试管婴儿试管婴儿胚胎性别控制胚胎性别控制 克隆动物克隆动物胚胎体外培养胚胎体外培养概念概念：胚胎在体外培养液中继续发育到一定阶段的过程，是胚胎工程的基础。体外培养要求获得较多的受精卵或胚胎作供体超数排卵技术方法方法：母畜发情周期的适当时期注入适量的促性腺激素，可以诱发母畜卵巢内较多的卵泡同时发育、成熟、排卵。条件条件：提供合理的营养日粮、最佳的饲养管理环境、良好的健康状况和最大程度减少应激是成功繁殖体系的先决条件原理原理：促性腺激素对卵巢发育作用。卵巢反应的卵巢反应的影响影响因素因素：促性腺激素的种类、批号和用量 给药方式和持续时间 超排起始日期 超排时是否使用其他激素解决方法的研究解决方法的研究 简化超排步骤(减少注射次数以减少应激)减少超排差异，改善超排反应 提高可用胚率个体差异个体差异和和环境环境差异的影响因差异的影响因素：素：营养状况、繁殖史、年龄、季节、超排处理时卵巢所处的状态以及重复超排等提供。解决方法的研究：解决方法的研究：合理的营养日粮最佳的饲养管理环境良好的健康状况最大程度减少应激近些年超排结果逐步稳定近些年超排结果逐步稳定存在问题及发展前景存在问题及发展前景胚胎移植胚胎移植 概念：概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。原理原理产生胚胎供体和孕育胚胎受体分工合作共同繁育后代产生胚胎供体和孕育胚胎受体分工合作共同繁育后代供、受体的同期发情供、受体的同期发情供体的超数排卵供体的超数排卵胚胎的评定胚胎的评定胚胎采集胚胎采集胚胎移植胚胎移植胚胎的保存与培养胚胎的保存与培养选择基因或染色体的胚胎移植术，能有效地杜绝畸形缺陷儿的选择基因或染色体的胚胎移植术，能有效地杜绝畸形缺陷儿的降生，使携带遗传疾病基因的患者生出健康婴儿降生，使携带遗传疾病基因的患者生出健康婴儿。胚胎保存胚胎保存概念：概念：设法在体外的把胚胎暂时贮存起来不使其失去活力。常规冷冻法常规冷冻法一步冷冻法一步冷冻法程序冷冻法程序冷冻法玻璃化冷冻法玻璃化冷冻法超快速冷冻法超快速冷冻法开放式拉长塑开放式拉长塑料细管法料细管法封闭式拉长塑封闭式拉长塑料细管法料细管法方法方法发展前景发展前景与胚胎分割结合，可以增加胚胎数目和提高产犊率，使胚胎移植不受时间和地域的限制，解决胚胎远距离运输，减低国际间引种的高额费用，减少疾病传播，有利于胚胎移植技术在生产中推广应用。胚胎冷冻在加速家畜育种改良进程，建立基因库，保护资源等都有重要的意义。胚胎分割胚胎分割概念概念:借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜，从而获得同卵双胎或多胎。胚胎分割技术条件条件：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。原理：原理：同一胚胎的后代有相同的遗传物质。获得同卵双胎或多胎方法：方法：分割针或分割刀进行分割或者用胰蛋白酶分解分割针或分割刀进行分割或者用胰蛋白酶分解吸出其中的半个胚胎吸出其中的半个胚胎（或直接将裸半胚胎移植给受体的滋养层）注入预先准备好的空透明带中注入预先准备好的空透明带中。（在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。）l显微操作器贵、操作烦琐l摘除透明带处理降低半胚的发育能力且耗时多l切割后装带过程很可能使半胚的断面细胞再次受到损伤，移植后可能导致犊牛畸形l不同质量的胚胎对分割成功率有较大的影响，而且分割后增加的可用胚比率差异显著l不同分割操作者对胚胎分割的成功率的影响显著 存在问题存在问题u胚胎的基础理论和冷冻半胚的应用研究，推动分割半胚冷冻技术的进展，用于实践。u为生理学、营养学遗传学、胚胎学和动物育种研究，尤其是动物遗传研究提供宝贵材料。发展前景发展前景胚胎嵌合胚胎嵌合概念：概念：将个个胚胎细胞（同种或异种动物胚胎）合并合并，共同发育成个个胚胎，然后将这个胚胎移植移植给受体受体，让其妊娠产仔。产来具有以上种动物胚胎细胞的幼仔，则为“嵌合体动物”。囊胚显微注射法：囊胚显微注射法：用显微操作技术将供胚的全部或部分内细胞团注入除去部分内细胞团的受胚囊胚腔中使其发育为嵌合胚胎。聚合法：聚合法：是指将去除透明带的两枚8细胞至桑葚期胚胎，或来自两个不同胚胎的卵裂球，或卵裂球与胚胎聚合在一起的方法。发展前景发展前景1.在发育及细胞生物学方面的运用(1)研究胚胎分化规律 (2)研究性分化机理(3)孤雌生殖 2.在免疫学与医学方面的运用(1)用于免疫功能的分析 (2)建立遗传病动物模型 3.在动物生产中的应用(1)人工制造有特殊经济价值的个体 (2)种间移植 (3)可作为外源基因的导入方法 (4)生产移植器官存在问题及发展前景存在问题及发展前景存在问题存在问题1 1、嵌合体组织器宫的特异抗原性2 2、种间嵌合体胚胎细胞分化、发育的局限性胚胎干细胞（胚胎干细胞（ES细胞）细胞）概念：概念：胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。发展前景：发展前景：1生产克隆动物2.转基因动物3.用于器官组织移植和细胞治疗4.用ES细胞建立药物、化学品的体外胚胎毒性测试系统5.在ES细胞上进行遗传操作6.通过ES细胞介导制作遗传工程动物 存在问题存在问题：免疫排斥伦理窘境转基因动物转基因动物概念：概念：将外源重组基因转染并整合到动物受体细胞基因组中，从而形成在体表达外源基因的动物，称为转基因动物。方法：方法：u显微注射法u反转录病毒法u胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)法u电脉冲法u精子载体导入法发展前景发展前景n转基因动物可用于发育生物学和遗传学的基础研究n改良和培育动物新品种、研制和生产生物活性物质n医学研究上对心血管疾病遗传病、肿瘤学、免疫学研究的贡献n把目的基因转到动物中去使动物的血液、乳汁中产生目的基因所要表达的产物。n在器官移植中可克服异种动物间的排斥作用。存在问题存在问题转基因动物受遗传镶嵌性和杂合性的影响，其有性生殖后代变异较大，难以形成稳定遗传的转基因品系.试管婴儿试管婴儿概念：概念：在试管中把从妇女卵巢中取出的卵培养成熟并与丈夫的精子结合，然后，把培育成的胚胎移植入母体子宫，正常发育并出生。控制性超排卵控制性超排卵监测卵泡监测卵泡 取卵取卵 取精取精体外体外受精受精 胚胎体外培养胚胎体外培养 胚胎移植胚胎移植补充黄体酮补充黄体酮 第第14天天后后验晨尿确验晨尿确定是否妊娠定是否妊娠妊娠后妊娠后14天天B超查胎儿数超查胎儿数及胚胎着床部位及胚胎着床部位不孕不育不孕不育优生优生胚胎性别控制胚胎性别控制概念：概念：通过对动物的正常生殖过程进行人为干预，使成年雌性动物产出人们期望性别后代。原理原理：SRY-PCR技术检测胚胎细胞中有无TDF(睾丸决定因子)存在。通过这种技术可以得到人们想要的性别。TDF基因基因有并表达生殖器官:睾丸睾丸没有生殖器官:卵巢卵巢方法：方法：（1）胚胎性别鉴定技术（2）卵子受精前的性别控制技术 精子分离 改变子宫生理生化环境问题与发展：问题与发展：目前已经有雌性控制率分别达到5569和7075的不同药物，但还需要从控制效率和重复稳定性方面进行研究和提高，才能广泛应。克隆动物克隆动物概念：概念：又称“生物放大技术”，利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。例子：例子：克隆技术克隆技术的的广阔前景广阔前景：（1）培育优良畜种和生产实验动物；（2）生产转基因动物；（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种 资源。存在问题及发展前景存在问题及发展前景存在问题存在问题然而克隆技术犹如原子能技术，是一把双刃剑，剑柄掌握在人类手中。至今各个国家对待克隆技术的态度不一致，之间有许多社会道德和法律上的问题。胚胎工程在我国的应用以及发展前景胚胎工程在我国的应用以及发展前景u特点特点：起步晚 发展快u应用应用：畜牧业、食品、医药、科研、生产等u不足不足：优良种母畜不足 缺乏技术人员 相关基础研究设施少，研究成本高 相关法律欠缺，市场没有标准，产品质量不一，不法人员钻空子。u解决解决：产业化；团体化；集中优势资金发展试用地区，以点带面逐渐推广 技术的应用。展望未来，排除万难展望未来，排除万难，胚胎工程技术将在我国大放光彩胚胎工程技术将在我国大放光彩。THANK YOU 云南师范大学云南师范大学 生命科学学院生命科学学院 应用生物教育应用生物教育 2011届届B班班 崔凯崔凯