胚胎工程的应用及前景新

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.3 胚胎工程的应用及前景,日本神户牛肉,(,雪花牛肉,),和牛,(,又称,日本神户牛,):,是当今世界公认的品质最优秀的良种肉牛，国内市场每公斤能售出,2000,多元人民币的天价,和牛,/,日本神户牛,绿色荧光,转基因小鼠,:,转入绿色荧光蛋白基因,(,GFP,基因,),的小鼠，会产生绿色荧光蛋白,(GFP),，在蓝光的照射下，可以发出绿色荧光,一、,利用体细胞核移植技术进行克隆,二、,利用体外受精和早期胚胎培养技术进行繁殖,如何,快速、大量的繁殖优质良种的,和,牛,呢？,如何得到,绿色荧光,转基因小鼠呢,？,克隆动物,试管动物,胚胎移植,因此，在胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植，或体外受精等所生产的胚胎，都必须经过,胚胎移植,技术才能获得后代。,由此可见，,胚胎移植是胚胎工程的最后一道,“,工序,”,。,将雌性动物,体内,的早期胚胎，或者通过体外受精,(,体外,早期胚胎培养,),及其他方式,(,体细胞核移植得到的重组胚胎,),得到的胚胎，,移植,到,同种,的、,生理状态相同,的,其他,雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。,受体：,受体的条件：,接受胚胎的个体。,同种,(,同一物种,),、,生理状态相同,、雌性,供体：,提供胚胎的个体。,雌性动物,体内,的早期胚胎，或者通过体外受精,(,体外早期胚胎培养,),及其他方式,(,体细胞核移植得到的重组胚胎,),得到的胚胎。,移植的胚胎的来源：供体,1.,胚胎移植概念,实质：,生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体,共同繁殖,后代的过程,(,早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,),。,2.,胚胎移植的现状和意义,1),加速育种工作和品种改良；,2),大量节省购买种畜的费用；,3),一胎多产；,4),保存品种资源和濒危物种；,请阅读课本,P75,、图,3-17“,胚胎移植的现状和意义”,意义：,可充分发挥优秀个体的繁殖潜能,，缩短供体本身的繁殖周期,增加供体一生繁殖的后代数量。,思考,:,1,、准备移植的小牛胚胎，移植到任何一头母牛的子宫内都能发育吗？,2,、供体与受体之间进行胚胎移植,受体会不会对移植而来的胚胎，发生免疫排斥反应？,3.,胚胎移植的生理学基础,生理学基础,意义,同种动物的供体和受体排卵后，,生殖器官的,是相同的,生理变化,为供体的胚胎移入受体提供相同的,。,生理环境,早期胚胎形成后，在一定时间内,不会与母体子宫建立组织上的联,系，而是处于,状态。,为胚胎的收集提供了可能,游离,受体对移入子宫的外来胚胎,基本上不发生,。,免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常,的,和,联系，但其,不受影响。,生理,组织,遗传特性,为胚胎在受体内的存活,提供了可能,为移植后的胚胎继续发育,提供了营养等方面的保障,3.,胚胎移植的生理学基础,1,、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？,同时还要做到,移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似,(,一般为,:,子宫角,),这样才能保证胚胎的正常着床,。,思考讨论：,应对供体和受体母畜,进行同期发情处理,，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，,这是,胚胎移植成功与否的关键,。因,此，必须做到供、受体母畜的,发情时间一致。,总结：,胚胎移植成功,与否要有两个条件,（,1）胚胎移植一般应在,同种的雌性,供体和受体之间进行。,（2）进行胚胎移植的供体和受体的,生理状态要相同,。,供、受体母畜的发情时间一致（,同期发情,）,胚胎,移入受体子宫的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。,4.,胚胎移植的基本程序,请认真阅读课本,P77,，图,3-19,，思考讨论：,（,1,）胚胎移植的基本程序包括哪些步骤？,（,2,）每一步技术操作是如何进行的，其目的是？,(1),对供体、受体进行,选择,和,同期发情,处理,供体：,遗传性能和生产性能优秀的个体；,(,良种公畜和良种母畜,),受体：,有健康和正常繁殖,/,生殖能力的,(,雌性,),个体,同期发情,处理：,对供体,母畜,和受体母畜,注射相关激素,(,孕激素,或,前列腺素,),(2),超数排卵处理,供体母畜,发情排卵,(,动物排卵后，变得性活跃，即发情,/,动情,),时,对供体母畜,注射,促性腺激素,使母畜排出比自然情况更多的卵子,(3),配种或人工授精,精子来源：,同种优良的公畜,(,雄性动物,),(4),早期胚胎的收集,(,冲卵,),在配种或输精后第,7,天,(,此时，胚胎移动到子宫,),，用,特制的冲卵装置,，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来,(,冲卵,),。,不是，冲卵是将供体母畜体内的,早期胚胎,冲出来。,冲卵,是把母畜体内的卵子冲出来吗？,(5),对胚胎进行质量检查,检查胚胎的目的是？,处于桑椹胚或囊胚,对于牛来说，冲卵收集的胚胎处于什么时期？,检查胚胎的发育状况,(6),胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是什么？胚胎为什么在此条件下保存？,在-196的液氮中保存。,在此条件下，,能有效抑制胚胎的生物活性，能够长期保存胚胎,。,(7),胚胎的移植,方法一：手术法,方法二：非手术法,手术引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入,子宫角,，缝合创口。,将装有胚胎的移植管送入受体母牛,子宫的相应部位,(,子宫角,),，注入胚胎。,(8),对受体母牛进行是否妊娠,(,怀孕,),的检查,(9),受体母牛产下胚胎移植的犊牛,(,分娩,),选择,供体母牛,(,良种,),受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,(,良种,),配种,/,输精,胚胎收集,(,冲卵,),、,检查,、培养、,保存,胚胎移植,(,手术法、非手术法,),妊娠,检查,分娩,小结,(P74),：,【,注意要点,】,该过程中,两次使用激素,，第一次对受、供体母畜进行同期发情处理（,孕激素,或,前列腺素,）；第二次用于供体母畜的超数排卵（,促性腺激素,）。,该过程中的,两次检查,：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。,产下的犊牛性状,取决于所用供体公牛和供体母牛，性别取决于公牛提供,何种类型的精子,，与受体牛没有关系。,(,有性生殖,),冲卵的含义,是从子宫中冲出,早期,胚胎,，而并非冲出,卵子,。,不同动物胚胎移植的时间不同。但,一般,不能在,原肠胚阶段移植,，因为此时细胞分化程度高，,移植成功率很低,。,1.,下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（）,A.,供体母牛必须是同一物种的良种,B.,受体母牛必须是同一物种的良种,C.,供体公牛必须是同一物种的良种,D.,受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,B,随堂练习,2.,下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（）,A.,受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植,B.,受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态,C.,超数排卵技术要使用一定的激素,D.,试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,A,3.关于胚胎移植的优点的叙述，错误的是(),A.优良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良,B.克服了时间与地域的限制，大量节省购买种畜的费用,C.一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例,D.建立常温胚胎库，保存品种资源和濒危物种,D,解析,:,胚胎必须进行冷冻保存，常温下无法长期保存胚胎,4.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是（）,A.受体是为供体胚胎提供发育的条件,B.受体与胚胎血型应相同，否则会,发生免疫排斥反应,C.受体与胚胎血液混融在一起,D.胚胎心肺功能都能正常运行,A,采用显微手术方法（,机械方法,）将早期胚胎分割成,2,分胚,、,4,分胚,或,8,分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到,同卵双胎,或,同卵多胎,的技术。,2.1,胚胎分割,的概念,2.2,胚胎分割,的特点,后代具有相同的遗传物质。,因此胚胎分割可以看做动物,无性繁殖,或,克隆,的方法之一。,2.3,胚胎分割,的理论基础,动物,胚胎细胞的全能性,。,所以胚胎分割的时期为：,囊胚或桑椹胚。,2.4,胚胎分割,的操作过程,选择的胚胎：,发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。,使用的主要仪器：,实体显微镜和显微操作仪。,具体操作：,先将，选择的发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入,操作液,中。然后，用,分割针,或,分割刀片,将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。,胚胎分割移植的显微操作,原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，,甚至不能发育等问题。,2.5,胚胎分割,操作的注意事项,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。,原因：早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，,每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。,因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。,2.5,胚胎分割,操作的注意事项,胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。,(1),刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；,(2),采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。,提高了胚胎的利用率,2.6,胚胎分割技术,的缺陷,2.7,胚胎分割技术,的意义,简称,ES,或,EK,细胞,是由,早期胚胎,或,原始性腺,中分离出来的一类细胞（,内细胞团细胞,或者,生殖腺细胞,）。,3.1,胚胎干细胞的概念、,来源,3.2,干细胞的,分类,根据发育潜能：,全能干细胞,多能干细胞,专,/,单,能干细胞,根据所处的个体发育阶段：,胚胎干细胞,成体干细胞,(,造血干细胞,),(,造血干细胞,),(1),形态,：,体积小，细胞核大、核仁明显,。,(2),功能,：,具有发育的全能性。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。,(3),在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化,。,(4),对它可以进行,冷冻保存,，也可以进行,遗传改造,。,3.3,胚胎干细胞的特性,治疗人类的某些顽症。,人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用,ES,细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植,ES,细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，,用,ES,细胞诱导分化出的某些组织细胞,已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。,3.4,胚胎干细胞的应用,培育出人造组织器官，用于器官移植,3.4,胚胎干细胞的应用,随着组织工程技术的发展，通过,ES,细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。,(P49),ES细胞在,饲养层细胞,上，或在添加,抑制因子,的培养液中，能够维持不分化的状态。在培养液中加入,分化诱,导因子,，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。,3.4,胚胎干细胞的应用,ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料,1.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（）,A.细胞分裂 B.细胞特化,C.细胞分化 D.细胞增殖,C,2,.表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（）,A.试管动物培养 B.胚胎移植,C.胚胎分割移植 D.受精卵移植,C,随堂练习,3,以下对于胚胎分割的描述，正确的是（）,A只能对囊胚期细胞进行分割,B囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后