胚胎工程主要技术及应用

1、 胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的 多种显微操作和处理技术，由体外受精技术、胚多种显微操作和处理技术，由体外受精技术、胚 胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术 和性别控制技术等组成的现代生物技术。和性别控制技术等组成的现代生物技术。 操作对象：主要是生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞操作对象：主要是生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 理论基础：胚胎发育学理论基础：胚胎发育学 1、概念：、概念：是指哺乳动物的是指哺乳动物的精子精子和和卵子卵子在体外人工控制在体外人工控制 的环境中完成受精过程的技

2、术。的环境中完成受精过程的技术。 一、体外受精技术一、体外受精技术 2、基本原理：人工模拟体内、基本原理：人工模拟体内 环境（包括营养、温度、环境（包括营养、温度、PH 等），使初级卵母细胞成熟，等），使初级卵母细胞成熟， 同时使精子获能，最终完成同时使精子获能，最终完成 受精作用，并有计划地保存受精作用，并有计划地保存 胚胎胚胎 3、应用：、应用：用于研究动物生殖细胞用于研究动物生殖细胞 的发生、受精和胚胎早期发育机制；的发生、受精和胚胎早期发育机制； 充分利用优良品质资源，缩短家畜充分利用优良品质资源，缩短家畜 繁殖周期，加快品种改良速度；繁殖周期，加快品种改良速度； 是胚胎移植、克隆、转

3、基因和性别是胚胎移植、克隆、转基因和性别 控制等技术的不可缺少的组成部分。控制等技术的不可缺少的组成部分。 采集良种母牛的卵母细胞采集良种母牛的卵母细胞采集良种公牛精子采集良种公牛精子 卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养 精子体外获能精子体外获能 体外受精体外受精 良种牛体外受精胚胎良种牛体外受精胚胎 胚胎移植胚胎移植 受体牛受体牛 良种犊牛良种犊牛 成熟期牛成熟期牛 屠宰加工厂屠宰加工厂市场市场采集卵巢中的卵母细胞采集卵巢中的卵母细胞 “试管牛 试管牛”工厂化生产的技术流程工厂化生产的技术流程 图图 （二）（二）. .胚胎移植技术胚胎移植技术 1.1.概念概念: :将良种母畜配种后，从其生

4、殖道取出将良种母畜配种后，从其生殖道取出 受精卵或早期胚胎受精卵或早期胚胎, , 移植到的移植到的生理状态相生理状态相 同同的的同种同种母畜体内母畜体内, ,使之发育为新个体的技使之发育为新个体的技 术术. . 供体：供体：提供提供胚胎的个体。胚胎的个体。 受体：受体：接受接受胚胎的个体。胚胎的个体。 选择选择供体母牛供体母牛 受体母牛受体母牛 同期发情处理同期发情处理 超数排卵超数排卵 供体公牛供体公牛配种配种 冲卵冲卵 质量检查、培养质量检查、培养 胚胎移植胚胎移植 妊娠检查妊娠检查 分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛） 2.胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序 3.3.胚胎移植成

5、功与否要有两个条件胚胎移植成功与否要有两个条件 （1 1）胚胎移植一般应在）胚胎移植一般应在同种的雌性同种的雌性供体和受体供体和受体 之间进行。之间进行。 （2 2）进行胚胎移植的供体和受体的）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要生理状态要 相同相同。 4.4.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础 1)1)供体和受体相同的生理环境供体和受体相同的生理环境 2)2)早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于游离状态, ,为胚胎的收集提供了为胚胎的收集提供了 可能可能 3)3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥 4)4)胚胎与受体建立正常的联系胚胎与受体建立

6、正常的联系, ,但遗传物质没有但遗传物质没有 改变改变. . 5.5.胚胎移植的意义胚胎移植的意义 1)1)加速育种工作和品种改良加速育种工作和品种改良 2)2)大量节省购买种畜的费用大量节省购买种畜的费用 3)3)一胎多产一胎多产 4)4)保存品种资源和濒危物种保存品种资源和濒危物种 5)5)可充分发挥优秀个体的繁殖潜能可充分发挥优秀个体的繁殖潜能 缩短繁殖周期缩短繁殖周期, ,增加一生繁殖的后代数量增加一生繁殖的后代数量 （三）（三）. .胚胎分割技术胚胎分割技术 1.1.概念概念: :采用采用显微手术（显微手术（机械方法）机械方法）的方法将早期胚胎的方法将早期胚胎 分割成分割成2 2分胚

7、分胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚, ,经体内或体外培养后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植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术. . 2.2.特点特点: :后代具有相同的遗传物质后代具有相同的遗传物质. .胚胎克隆胚胎克隆. . 3.3.选择的胚胎选择的胚胎: :发育良好的发育良好的, ,形态正常的桑椹胚或囊胚形态正常的桑椹胚或囊胚. . 4.4.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪 5.5.应用应用: :为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料 胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大

8、，移植的成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。功率也越低。 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。的恢复和发育

9、的难度会越大，移植成功率自然会降低。 胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一 注意：注意：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞 团均等分割。团均等分割。 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

10、育不良，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。甚至不能发育等问题。 （四）（四）. .胚胎冷冻保存技术胚胎冷冻保存技术 胚胎冷冻保存技术的成功，在世界范围内，可做到胚胎冷冻保存技术的成功，在世界范围内，可做到 胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换， 从而完全代替了活畜引种，从而大量节省购买种畜从而完全代替了活畜引种，从而大量节省购买种畜 的费用。的费用。 练习练习 1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错下列有关动物胚胎移植的叙述中，错 误的是（误的是（ ） A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植受孕母畜体

11、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受体母畜必须处于与供体母畜同步发情 的状态的状态 C.超数排卵技术要使用一定的激素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试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试 管中进行管中进行 A 2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法下列对于优良种畜的胚胎移植的说法 不正确的是（不正确的是（ ） A.供体母牛必须是同一物种的良种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受体

12、母牛可以是同一物种的一般健康牛 B 3.3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在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。以下说胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说 法正确的是（法正确的是（ ） A.A.受体是为供体胚胎提供发育的条件受体是为供体胚胎提供发育的条件 B.B.受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫 排斥反应排斥反应 C.C.受体与胚胎血液混融在一起受体与胚胎血液混融在一起 D.D.胚胎心肺功能都能正常运行胚胎心肺功能都能正常运行 A 4.4.利用胚

13、胎干细胞治疗肝衰竭，实现此利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此 过程的重要原因是（过程的重要原因是（ ） A.A.细胞分裂细胞分裂 B.B.细胞特化细胞特化 C.C.细胞分化细胞分化 D.D.细胞增殖细胞增殖 C 操作对象：早期胚胎和配子操作对象：早期胚胎和配子 技术手段：胚胎移植、体外受精、技术手段：胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等胚胎分割、胚胎干细胞培养等 理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律的发育规律 三三. .胚胎干细胞胚胎干细胞 1.1.概念概念: :简称简称ESES或或EKEK细胞细胞, ,是由是由早期胚胎或原始性腺早期胚

14、胎或原始性腺 中分离出来的一类细胞中分离出来的一类细胞. . 2.2.特点特点: : 1)1)形态形态: :体积小体积小. .细胞核大细胞核大, ,核仁明显核仁明显. . 2)2)功能功能: :具有发育的具有发育的全能性全能性. .可分化为成年动物体内任可分化为成年动物体内任 何一种组织细胞何一种组织细胞. .体外培养可增殖不分化体外培养可增殖不分化. . 3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，ESES细胞可以细胞可以增殖而不发生增殖而不发生 分化分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改 造。造。 3.3.主要用途主要用途 (1)(1)治

15、疗人类的某些顽症治疗人类的某些顽症 (2)(2)培育出人造组织器官，用于器官移植培育出人造组织器官，用于器官移植 (3)(3)是研究体外细胞分化的理想材料是研究体外细胞分化的理想材料 观点观点理由理由 1.1.不不 符合符合 伦理伦理 道德道德 (1)(1)把试管婴儿当作人体零配件工厂把试管婴儿当作人体零配件工厂, ,是对生命的是对生命的 不尊敬不尊敬;(2);(2)早期的生命也有活下去的权利早期的生命也有活下去的权利, ,抛弃抛弃 或杀死多余的胚胎或杀死多余的胚胎, ,无异于无异于”谋杀谋杀”;(3);(3)有人会有人会 滥用设计试管婴儿技术滥用设计试管婴儿技术, ,而设计婴儿性别而设计婴儿性别; ; 2.2.符符 合伦合伦 理道理道 德德 (1)(1)设计试管婴儿是为了救人设计试管婴儿是为了救人, ,是救治患者的最好是救治患者的最好, , 最快捷的办法之一