试管婴儿与分子生物学课件

试管婴儿与分子生物学课件1 1试管婴儿与分子生物学试管婴儿与分子生物学试管婴儿的开始试管婴儿技术分子生物学技术在试管婴儿中的应用展望试管婴儿与分子生物学试管婴儿的开始2 2试管婴儿的开始试管婴儿的开始世界上第一个试管婴儿于世界上第一个试管婴儿于19781978年年7 7月月2525日在英国的奥尔德姆市日在英国的奥尔德姆市医院诞生，她的名字叫路易丝医院诞生，她的名字叫路易丝.布朗。布朗。19881988年北京医科大学第年北京医科大学第三医院诞生了我国内地第一位三医院诞生了我国内地第一位试管婴儿试管婴儿 培养在恒温器中的受精卵。恒培养在恒温器中的受精卵。恒温器温度保持在与人体温度相温器温度保持在与人体温度相同的摄氏同的摄氏3737度度44岁岁8 8个月大的路易丝和她的个月大的路易丝和她的妹妹、同样是试管婴儿的妹妹、同样是试管婴儿的9 9个月个月大的娜塔莉大的娜塔莉 试管婴儿的开始世界上第一个试管婴儿于1978年7月25日在英3 3试管婴儿技术试管婴儿技术第一代试管婴儿（in vitrofertilization,IVF体外受精）第二代试管婴儿(intracytoplasmicsperminjection,ICSI单精子卵细胞浆内注射)第三代试管婴儿（pre-implantationgeneticdiagnosis,PGD胚胎植入前诊断)试管婴儿技术第一代试管婴儿（invitrofertili4 4ProcessofIVF1.Hyperovulation2.EggRetrieval3.ArtificialInsemination4.EmbryoTransferProcessofIVFHyperovulation5 5受精卵分裂示意图受精卵分裂示意图6 6单精子卵细胞浆内注射（ICSI）示意图如下：单精子卵细胞浆内注射（ICSI）示意图如下：7 7第三代试管婴儿与分子生物学的联系第三代试管婴儿与分子生物学的联系植入前遗传诊断即植入前遗传诊断即PGD:PGD:指对配子或移入到子指对配子或移入到子宫腔之前的胚胎进行遗传学分析，去除有遗宫腔之前的胚胎进行遗传学分析，去除有遗传缺陷的配子或胚胎。传缺陷的配子或胚胎。19891989年，英国年，英国HandysideHandyside成功地用聚合酶链成功地用聚合酶链反应（反应（PCRPCR）技术分析卵裂球的性别构成，）技术分析卵裂球的性别构成，完成了世界上第一例完成了世界上第一例PGDPGD诊断诊断,我国首例我国首例19981998年在中山医科大学生殖医学中心诞生。年在中山医科大学生殖医学中心诞生。PGDPGD是辅助生育技术与分子生物学技术相结是辅助生育技术与分子生物学技术相结合而发展的产前诊断技术合而发展的产前诊断技术第三代试管婴儿与分子生物学的联系植入前遗传诊断即PGD:指8 8PGDPGD的取材的取材极体细胞卵裂球细胞囊胚期细胞PGD的取材极体细胞9 9PGD:Genetic testing performed prior to embryo transferGenetic testing performed prior to embryo transferPGD:Genetictestingperforme1010Viable and Desirable?“This information is helping parents choose which“This information is helping parents choose which embryos they want-and which to reject as unhealthy,or embryos they want-and which to reject as unhealthy,or merely undesirable.”merely undesirable.”ViableandDesirable?“Thisinf1111UndesirableEmbryosDiseaseFreeEmbryosDiseaseFreeEmbryosFrozeninstorageFrozeninstorageDonatedtoinfertileDonatedtoinfertilecouplescouplesDonatedtostemcellDonatedtostemcellresearch/usageresearch/usageDiseaseCarryingDiseaseCarryingEmbryosEmbryosDonatedtoresearchDonatedtoresearchDiscardedDiscardedUndesirableEmbryosDiseaseFre1212分子生物学技术在PGD中的应用PCR技术在PGD的应用（90年代后期开始，荧光PCR，巢式PCR技术）主要用于单基因缺陷遗传病的诊断荧光原位杂交(FlorescenceIn-SituHybridization,FISH)在PGD中的应用主要用于染色体疾病的诊断全基因组扩增（wholegenomeamplificatio，WGA）分子生物学技术在PGD中的应用PCR技术在PGD的应1313PCR和FISH的局限性尽管尽管PCRPCR在在PGDPGD中起了重要的作用，但中起了重要的作用，但PCRPCR对单对单个细胞扩增失败率高。由于获得细胞数目极少，个细胞扩增失败率高。由于获得细胞数目极少，而致使对单个细胞只能作一次分析，不能重复实而致使对单个细胞只能作一次分析，不能重复实验结果。等位基因脱失验结果。等位基因脱失 对对45XO45XO或或YOYO，1818单体核型的胚胎细胞，单体核型的胚胎细胞，FISHFISH诊诊断可能存在错误，出现这一结果时有两种可能，断可能存在错误，出现这一结果时有两种可能，一是被检测的单个细胞就是单体核型的细胞；也一是被检测的单个细胞就是单体核型的细胞；也可以是技术方法问题未能显示另一个杂交信号，可以是技术方法问题未能显示另一个杂交信号，FISHFISH信号尚缺乏统一的标准信号尚缺乏统一的标准 PCR和FISH的局限性尽管PCR在PGD中起了重要的作用，1414可利用PGD进行检测的遗传病常染色体显性遗传常染色体显性遗传马凡氏综合征马凡氏综合征HuntingtonsHuntingtons综合征综合征强直性肌萎缩强直性肌萎缩家族性腺纤维囊肿家族性腺纤维囊肿常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传囊性纤维瘤囊性纤维瘤TaU-SachsTaU-Sachs病病Lesch-NyhanLesch-Nyhan综合征综合征地中海贫血地中海贫血镰刀细胞病镰刀细胞病脊柱肌萎缩脊柱肌萎缩x x连锁遗传病连锁遗传病X X连锁隐性遗传病中鉴定连锁隐性遗传病中鉴定胎儿性别胎儿性别假性肥大型肌营养不良假性肥大型肌营养不良血友病血友病A A脆性脆性x x综合征综合征严重的复合免疫缺陷严重的复合免疫缺陷白化病白化病非整倍体非整倍体平衡易位携带者平衡易位携带者性腺嵌合型性腺嵌合型 可利用PGD进行检测的遗传病常染色体显性遗传马凡氏综合征1515PGD的应用前景遗传病的诊断（优生）疾病治疗（干细胞）拯救濒危珍稀动物研究人类基因在发育早期的表达（人类肿瘤易感综合征的易感性分析）PGD的应用前景遗传病的诊断（优生）1616PGD展望展望多重突变分析多重突变分析 多重多重PCRPCR，间期核转换，全基因组扩增（，间期核转换，全基因组扩增（wholewholegenomeamplificatiogenomeamplificatio，WGAWGA），基因芯片，微流），基因芯片，微流控控诊断标准化诊断标准化 伦理学研究伦理学研究 相关领域研究：相关领域研究：1 1、人类胚胎体外的有效培养和定、人类胚胎体外的有效培养和定向诱导分化向诱导分化 22、人体基因在胚胎早期的特异表、人体基因在胚胎早期的特异表达达 PGD展望多重突变分析1717谢 谢谢谢1818实时荧光实时荧光PCRPCR检测单个地贫基因突变检测单个地贫基因突变分离已知基因型的外周血标本单个淋巴细胞，用分离已知基因型的外周血标本单个淋巴细胞，用巢式巢式PCRPCR外引物进行第一轮扩增，第二轮用外引物进行第一轮扩增，第二轮用TaqManTaqMan探针进行相应基因型的实时探针进行相应基因型的实时PCRPCR检测，检测，其中不同荧光报告基团标记的探针分别与正常、其中不同荧光报告基团标记的探针分别与正常、异常等位基因特异杂交，结合各荧光的终点变化异常等位基因特异杂交，结合各荧光的终点变化及其实时动力学曲线判断对应等位基因存在与否。及其实时动力学曲线判断对应等位基因存在与否。使单个碱基突变更敏感地干扰不匹配的探针与等使单个碱基突变更敏感地干扰不匹配的探针与等位基因间的退火，更有效地检测出匹配的探针与位基因间的退火，更有效地检测出匹配的探针与等位基因间的结合等位基因间的结合优点：快速、有效防污染、灵敏性高优点：快速、有效防污染、灵敏性高实时荧光PCR检测单个地贫基因突变分离已知基因型的外周血标本1919