33胚胎工程的应用及前景

1、3.3 胚胎工程的应用及前景,1、胚胎移植,2、胚胎分割,3、胚胎干细胞,1、胚胎移植,胚胎移植：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。,提供胚胎,供体,受体,移植管,胚胎的来源： 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式 得到的胚胎。(如：核移植、转基因等）,胚胎移植成功的标志： 移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩。,胚胎移植成功与否的条件： 1）供体、受体为同种生物 2）供体、受体的生理状态要相同,供体：遗传性能和生产性能优秀的个体；（产生胚胎） 受体：健康和正常繁殖能力的个体 （孕育和妊娠）,同

2、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,2.胚胎移植的生理学基础,发情,供体（优质母牛）,受体（普通母牛）,优质公牛,发情配种,胚胎移植示意图,1、选择母牛，进行同期发情处理；,供体,受体,2

3、、超数排卵处理；,3、选择同种优秀的公牛配种或人工授精；,3.胚胎移植的基本程序,供体：遗传性能和生产性能优 秀的个体；（产生胚胎） 受体：健康和正常繁殖能力的 个体（妊娠和育仔）,注射促性腺激素,4、收集胚胎（冲卵）；,5、质量检查；,6、移植胚胎或冷藏；,7、妊娠检查；,8、产下牛犊。,方法一：手术法 具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。 方法二：非手术法 将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。,检查胚胎的发育状况， 处于桑椹胚或囊胚,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵（胚胎）,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,

4、分娩（胚胎移植的犊牛）,牛胚胎移植流程图,现状：技术方法简便、实用。奶牛：一头供体牛每年可产数十头小牛。,胚胎移植现场,4.胚胎移植的现状和意义,意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。供体的职能只生产优良遗传特性的胚胎，繁重漫长妊娠和育再任务由受体取代，大大缩短供体本身的繁殖周期；其次供体可以超数排卵，获得多枚胚胎，比自然繁殖效率更高。,加速育种工作和品种改良。,增加双胎和多胎的比例。,不受时间地域限制，节省购买种畜的费用。,利用胚胎冷冻技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种。,讨论P76,1.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

5、？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？ 2.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？,答：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。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，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。,答：胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。

6、所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是正确的。,5、胚胎分割,概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。,特点：来自同一胚胎的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。（提高了胚胎利用率）,理论基础：动物胚胎细胞的全能性,胚胎分割的时期为：发育良好，形态正常囊 胚或桑椹胚。,使用的主要仪器：实体显微镜（又称“解剖显微镜”.光学显微镜的一种.能清晰地观察到标本的外部形态和解剖结构。实体感强. 可边解剖、边观察，非常方便.一般可放大倍 ）和显微操作仪（用显微镜附加细微操纵装置

7、所组成的显微手术器械）,具体操作：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。囊胚阶段分割，内细胞团均分，否则影响分割后恢复和发育。,仪器,操作,显微操作仪,实体显微镜,囊胚腔,取样滋养层,已知性别胚胎,二分胚,操作注意事项：,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：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。,胚胎分割的份数越多，操

8、作的难度会越大，移植的成功率也越低。 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。,（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。,胚胎分割技术的缺陷,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均 等分割？,旁栏思考题P79,提示：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

9、，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。,胚胎干细胞：ES、EK。特性：体积小、细胞核大、核仁明显、全能性、体外增殖、不分化。冷冻保存、遗传改造。,6、胚胎干细胞,胚胎干细胞应用,（1）治疗人类顽症：利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞特征，移植的ES细胞可以使坏死和退化的部位得以修复并恢复正常功能。如治愈心衰竭、肝衰竭、少年糖尿病等。,（2）培育人造组织器官：通过ES细胞体外诱导分化，培育人造组织、器官。解决供体器官不足、免疫排斥等。,（3）研究体外细胞分化的理想材料。如ES

10、细胞在饲养层细胞（在细胞培养中起分化抑制作用的单层贴壁细胞，尤其是胚胎干细胞培养常用的生长增值促进剂和分化抑制剂）上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。在培养液加入牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，诱导ES细胞向不同类型的组织分化，揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供有效手段。,思考与探究（P81）,1.右图是同学们到某良种场进行参观后，看到的胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程示意图。请看图思考并讨论以下各题。 （1）用文字完成下面的流程图。 （2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发

11、情处理？,答： 对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理； 配种或人工授精； 收集胚胎； 胚胎移植； 对受体母畜进行是否妊娠的检查。,答：供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎；在促性腺激素处理供体母牛前，对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。,（3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜 的卵子冲出来吗？ （4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？,答：第步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内 的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。,胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜