动物繁殖学课件-华中农业大学第20讲

第八节胚胎嵌合第九节免疫去势第十节激素免疫与基因免疫

第十章

2023/10/171华中农业大学动科动医学院第八节嵌合体chimera2023/10/172华中农业大学动科动医学院一、chimera概念

在生物学上系指同一个体中，基因型相异的细胞或组织混合存在的状态把两枚胚胎（同种或异种动物胚胎）的细胞嵌合，共同发育成为一个胚胎，称为嵌合胚胎再将该胚胎移植给受体，妊娠产仔，如该仔畜具有以上两种动物胚胎的细胞，则称之为嵌合体动物

2023/10/173华中农业大学动科动医学院人类中嵌合体非常普遍。在胎儿发育过程中，母体和胎儿也会发生细胞交流，如果一位母亲生育了一个以上的孩子，那么，长子的细胞可能就会进入次子的体内，这些母亲、子女都是嵌合体（许多人体内都携带着他们的母亲及同胞的某些细胞，多数母亲体内也携带着她们生下的子女的某些细胞——女性体内即有从她们母亲也有从她们孩子而来的细胞）孪生子在同一个子宫中发育特别是当他们共享一个胎盘时会发生细胞交流，大多数孪生子体内都携带着某些来自其同胞的细胞，是自然形成的嵌合体。随着输血及试管婴儿的普及，许多人体内都含有少量异体细胞，可谓轻度嵌合体。那些接受器官移植的人（如在心瓣手术中植入猪、牛细胞），可视为在制造人兽嵌合体。我们中的大多数不是由单一遗传细胞系所组成的纯血个体，我们的身体是细胞混血的，含有大量从我们母亲甚至从我们的祖父母或同胞而来的大量细胞。2023/10/174华中农业大学动科动医学院同一种类的黑鼠和白鼠胚胎嵌合，可生下黑白相间的花小鼠；不同种类的绵羊和山羊胚胎细胞嵌合，可生下绵山羊，它既有绵羊的特征，又有山羊的特征科研人员已经嵌合成功的嵌合体动物有小鼠、大鼠、绵羊、山羊、猪和牛等；种间嵌合体动物有大鼠－小鼠嵌合体、绵羊－山羊嵌合体、马－斑马嵌合体、黄牛－水牛嵌合体等。2008年，英国人工授精与胚胎学管理局正式批准两个研究小组培育用于研究的人兽混合胚胎2023/10/175华中农业大学动科动医学院人耳鼠1997年，上海组织工程与开发中心主任曹谊林等人将聚合体模板置于小鼠背皮肤下，生长出“人耳鼠”。将裸鼠的背上割开一个口子，然后将已经培养好的“人耳”植入后缝合。首先由科学家制定好人耳的设计图，然后按照图纸用一种高分子化学材料聚羟基乙酸做成“人耳”的模型支架，将人耳细胞“种”在支架上，让它繁殖生长出建造人耳所需的细胞外基质。支架最后会自己降解消失，“人耳”便与老鼠浑然成为一体了。

2023/10/176华中农业大学动科动医学院猴鼠嵌合体（2006.6）昆明小鼠和BALB/C两种小鼠通过激素注射人工排卵，然后将雌鼠和雄鼠合笼，让雌鼠受精后，3—5天取出胚胎（囊胚期），在显微镜下看到的是由受精卵分裂出来的数十个细胞。恒河猴表皮干细胞的体外培养。研究人员将恒河猴麻醉后，在其胸背取下一块1平方厘米的皮肤，体外培养将恒河猴表皮干细胞注入小鼠囊胚腔内，再移植到另一只代孕的母老鼠体内，让其生下幼鼠2023/10/177华中农业大学动科动医学院世界首只人兽混种羊诞生为人提供器官美国内华达大学教授伊斯梅尔·赞贾尼历经7年研究，最终利用向绵羊胚胎注射人体干细胞的技术，成功培育出一只含有15％人体细胞的绵羊。最终目的，是要在绵羊身上培育出可向人体移植的器官。2023/10/178华中农业大学动科动医学院人/山羊干细胞异种移植嵌合体上海交大医学遗传研究所教授黄淑帧领导的课题组，在国际上首次以山羊作为动物模型，将人脐血造血干细胞注射到妊娠45-55天的胎山羊腹腔中，成功构建了能够长期存活的人/山羊异种移植嵌合体，为异种器官移植、产前治疗及组织损伤修复等提供了理论依据和新方法。2023/10/179华中农业大学动科动医学院美国塔夫特大学的CharlotteKuperwasser创造了具有人类乳腺组织的小鼠，建立了研究人类乳腺癌症的动物模型。耶鲁大学的EugeneRedmond将人类神经祖细胞注射入猴脑旨在探索治疗帕金森病。

2023/10/1710华中农业大学动科动医学院二、意义研究发育生物学、细胞生理学和遗传学研究治疗遗传病、疾病动物模型经济价值：不同花色科间嵌合体、毛皮动物嵌合体、生产移植器官、转基因动物2023/10/1711华中农业大学动科动医学院三、制作方法

1、聚合法将去除透明带的两枚8细胞至桑椹期胚胎，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裸胚聚合卵裂球聚合卵裂球与胚胎聚合2023/10/1712华中农业大学动科动医学院2、囊胚注入法用显微操作技术将供胚的全部内细胞团、或部分内细胞团、或16-细胞至桑椹胚的卵裂球或胚胎干细胞或是已分化的细胞注入受体囊胚中，使其发育为嵌合胚胎的方法即为囊胚注入法2023/10/1713华中农业大学动科动医学院六、应用前景1、在发育及细胞生物学方面研究胚胎分化规律研究性分化机理孤雌生殖2、在免疫学与医学方面用于免疫功能的分析建立遗传病动物模型2023/10/1714华中农业大学动科动医学院3、在动物生产中的应用人工制造有特殊经济价值的个体对水貂、狐狸、绒鼠等毛皮动物，利用胚胎嵌合体技术可以获得用交配或杂交法不能获得的毛皮花色类型种间移植用于分析胎儿与母体的相互关系，如将斑马的受精卵，移植到马体以生产斑马可作为外源基因的导入方法把外源目的基因先导入干细胞，再通过胚胎干细胞介导法将目的基因转入胚胎，这是转基因动物生产中基因导入的一种重要手段六、应用前景2023/10/1715华中农业大学动科动医学院第九节免疫去势技术2023/10/1716华中农业大学动科动医学院一、概念传统的去势概念，是指通过手术摘除或破坏动物的性腺、使其丧失繁殖机能现代的去势概念，是通过抑制或消除性活动，以促进动物生长和管理，改善畜产品质量2023/10/1717华中农业大学动科动医学院

通过激素免疫产生激素抗体，主动或被动地中和动物体内相应的激素，使该激素的生物活性全部或部分丧失，引起动物体内内分泌平衡的变化，达到去势的目的免疫去势2023/10/1718华中农业大学动科动医学院二、用途

在性成熟前就已上市的动物，不去势反而可以促进生长，并提高瘦肉率；但对于性成熟后才上市的动物以及下列情况下需要进行去势：1、选育优良品种，淘汰不良种畜2、使性情凶猛的动物变得温顺，便于饲养管理或使役2023/10/1719华中农业大学动科动医学院3、提高肉用动物的利用价值，如：去势的家畜体脂积累加速，肉质变得柔嫩；公猪、公羊去势后能消除肉中的膻味4、治疗某些严重的性腺疾病，如睾丸炎、睾丸损伤、睾丸或卵巢肿瘤等5、避免伴侣动物因求偶、生育带来的麻烦二、用途2023/10/1720华中农业大学动科动医学院三、研究概况

1．垂体GTH免疫2．胎盘GTH免疫3．GnRH免疫2023/10/1721华中农业大学动科动医学院四、原理

GnRH与适当的大分子载体物质偶联后免疫动→诱导体内产生特异性抗GnRH的抗体→与内源性GnRH形成的抗原抗体复合物可使大部分具有活性的该种激素分子失活→减少了对垂体靶细胞作用的程度→特异性引起LH、FSH等激素释放水平降低→动物性腺发生退行性变化、甾体激素的合成与分泌降低、破坏下丘脑-垂体-性腺轴之间的正常反馈调节关系2023/10/1722华中农业大学动科动医学院五、方法1．垂体GTH免疫2．胎盘GTH免疫

hCG作为避孕疫苗3．GnRH免疫产生抗体

2023/10/1723华中农业大学动科动医学院六、优势

1．具有较强的免疫原性，维持较长时间2．具有较好的安全性3．具备可逆性4．使用方便，基层兽医人员能够使用2023/10/1724华中农业大学动科动医学院七、存在的问题1．抗体中和效应有限而短暂激素免疫产生的抗体中和效应，不仅是有限的，也是暂时的。被动免疫产生的中和效应维持的时间短，随抗体代谢清除而消失；主动免疫的抗体维持时间较长，适当进行加强免疫可使抗体的维持时间更长

2．个体差异对成年动物，因性腺已发育成熟，免疫效果较差

3．可能产生的副作用2023/10/1725华中农业大学动科动医学院八、应用前景1．在畜牧生产中，用于动物去势以GnRH二聚体制备的抗原，免疫效果比较确实

2．用于避孕或终止妊娠3．用于促进动物生长，提高肉质GnRH免疫去势是一种不完全去势，可保留部分内源性GnRH对动物生殖机能的刺激作用2023/10/1726华中农业大学动科动医学院第十节激素免疫与基因免疫

2023/10/1727华中农业大学动科动医学院一、激素免疫（一）概念激素免疫技术就是将激素作为抗原（激素疫苗），给动物进行主动免疫，刺激机体产生相应的抗激素抗体，或用激素抗体给动物进行被动免疫，使其和动物体内相应的激素发生特异性结合，从而显著地改变内源性激素的有效浓度和生物学活性，使机体功能发生改变2023/10/1728华中农业大学动科动医学院（二）途径

一是主动或被动中和体内性腺类固醇，降低类固醇激素对下丘脑GnRH的负反馈作用，从而促进GTH的分泌.

(绵羊双羔疫苗)二是主动或被动免疫Ibn，促进促卵泡素的分泌,增加动物的排卵率或产仔数。Ibn免疫也在多种动物进行了试验，证明能提高动物的排卵率

种属或个体之间存在差异2023/10/1729华中农业大学动科动医学院（三）类固醇激素免疫

多胎素（Fecundin）双羔素基本原理:卵泡的生长发育主要受垂体GTH的调节，优势卵泡分泌的雌激素能反馈作用于下丘脑和垂体雄烯二酮是合成雌激素的前体，用于免疫母羊，使母羊机体产生大量的雄烯二酮抗体抗体中和内源性雄烯二酮，雌激素合成减少，解除对下丘脑和垂体的抑制作用，使垂体GTH分泌增加，刺激卵泡发育，最终导致排卵数增加2023/10/1730华中农业大学动科动医学院多胎素（Fecundin）双羔素免疫主动免疫先制备雄烯二酮-7α-羧乙基硫醚-人血清白蛋白复合物，将这种复合1.2mg溶于2.0mL含5％DEAE葡聚糖的生理盐水中，在母羊配种前5周~7周作皮下注射，3周~5周后加强免疫一次，2~3周母羊发情后即可配种被动免疫应用由免疫学方法获得的激素抗体（抗血清）直接给母羊注射，产生被动免疫作用

2023/10/1731华中农业大学动科动医学院（四）抑制素免疫

基本原理

因为Ibn对FSH合成和分泌有特异的抑制作用，所以以Ibn为抗原给动物免疫，使其产生特异性的Ibn抗体，中和体内的Ibn，使循环Ibn水平降低，减少Ibn对FSH分泌的抑制作用，达到提高体内FSH水平、促进卵泡发育和增加排卵数的目的2023/10/1732华中农业大学动科动医学院方法与效果

1．Ibn抗原的来源和类型从动物卵泡液或精液中提取的天然Ibn人工合成Ibn肽链片段分子生物技术重组的Ibn

2、免疫效果2023/10/1733华中农业大学动科动医学院二、基因免疫用一定的方法将带有目的基因的表达载体转化到异种动物体内，其表达产物经抗原递呈，诱导机体产生特异性抗体并引起相应免疫应答的技术又叫核酸免疫、RNA免疫或DNA免疫应用该技术生产的疫苗称为基因疫苗或裸基因疫苗（DNA疫苗、RNA疫苗）2023/10/1734华中农业大学动科动医学院*华中农业大学动物科技学院35基因疫苗是继减毒疫苗、基因工程疫苗之后的第三代疫苗与传统疫苗相比，基因疫苗制备简单，使用方便，并且免疫应答持久，保护时间较长，特别是能够交叉免疫防护，生产联合疫苗2023/10/1735华中农业大学动科动医学院（一）研究简况始于1990年，Wolff等发现小鼠的骨胳肌细胞能捕获含外源基因的质粒并在体内较长时间稳定地表达外源基因Tang等（1992）将含GH基因的质粒导入小鼠表皮细胞，88%的小鼠产生了抗GH抗体；二次免疫后抗体水平显著升高抗流感、艾滋病、结核病、肝炎、疟疾、科什曼病、牛疱疹病毒、狂犬病、脑炎病毒、以及癌细胞等数十种华中农业大学杨利国教授领导的课题组率先进行了抑制素基因、生长抑素（somatostatin，SS）基因及凋亡抑制基因的免疫研究2023/10/1736华中农业大学动科动医学院（二）原理

基因免疫工作原理2023/10/1737华中农业大学动科动医学院*华中农业大学动物科技学院38激素类基因免疫原理模式图激素（INHorSS）真核表达质粒疫苗超数排卵，产双胎；促进生长；免疫中和抗原提呈

免疫动物抗体202