胚胎工程的应用及前景.ppt

胚胎工程技术：体外受精胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞培养 目前应用较多的是：胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术1.概念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 雌性动物的体内,使之发育为新个体 的技术1）胚胎来源：a、雌性动动物体内受精的胚胎； b、通过过体外受精和早期胚胎培养获获 得的胚胎； c、通过过哺乳动动物体细细胞核移植及培 养获获得的胚胎； d、通过过转转基因技术获术获 得的胚胎；注意：胚胎移植是无性生殖还是有性生殖取决 于胚胎的来源2）供受体的选择及其职能：供体：提供胚胎的具有优良遗传特性的个体；受体：接受胚胎的个体 a、同一物种的雌性动动物；b、与供体处处于相同的生理状态态职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎 职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务供受体模式—引进牛&地方黄牛 (3)胚胎移植实际上是 ：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代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 等技术获得的胚胎，都必须移植给 受体才能获得后代因此，胚胎移 植又是胚胎工程其他技术的最后一 道“工序”胚胎工程有什么意义呢？2.胚胎移植的现状和意义1)保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良)2)节约成本\费用(大量节省购买种畜的费用)；3)大规模繁殖(一胎多产)；4) 保存品种资源和保护濒危物种；5)充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力。

思考 ：1、准备移植的小牛胚胎，移植到任何一头动 物的子宫内都能发育吗? 2、供体和受体之间进行胚胎移植会不会发生 免疫排斥反应呢？如何保证移植成功呢？.3.胚胎移植的生理学基础 P76请认真阅读课本P76，思考讨论：胚胎移植的生理学基础有哪些内容？• 移植到任何一头动物子宫内都能发育吗? – 同种动物发情排卵后,在一段时间内供体\受体具 有相同的生理环境 • 为什么能收集到胚胎? – 早期胚胎一定时间内处于游离状态，易收集 • 供体和受体会不会发生免疫排斥？ – 同种动物之间基本上不排斥 • 为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性? – 胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特 性不受受体的影响生理学基础3.胚胎移植的生理学基础 P76胚胎移植成功的标志：移植的胚胎在受体内正常 发育并分娩思考与讨论: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？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内 的位置相同后相似吗？答案：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后一致，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 受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在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？正确只有供受体生理环境高度一致，移入胚 胎才能被接受，并继续发育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，而胚胎本身的遗传物质 并不发生改变，因此各种性状均能保持其原来 的优良特性选 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质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）4. 胚胎移植的基本程序处 理配种或人 工授精胚胎检查、 培养或保存胚胎移植胚胎工程的最 后一道“工序”（1）对供体、受体进行选择 供体：遗传性能和生产性能优秀 的个体； 受体：健康和正常繁殖能力的个 体 处理：用激素（一般为孕激素） 进行同期发情处理目的：使它们的生理条件达到同 步，这是胚胎移植成功的关键（2）用激素对工体母牛做超数排卵处理具体做法：对供体母牛注射促性腺激素（3）配种（自然交配）或人工授精精子来源：同种优秀的公牛 。

体内受精）（4）胚胎的收集在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置， 把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵） 思考：这里的“冲卵”和前面采集卵母细胞时 的“冲卵”是否相同？不同，这里“冲卵”是将供体 母牛内胚胎冲出来； 而采集卵母细胞时的“冲卵” 是从输卵管中冲取卵子5）对胚胎进行质量检查你知道检查的目的 吗？此时胚胎处于什 么时期？检查胚胎发育的 状况，此时胚胎处于 桑椹胚或囊胚6）胚胎的保存或移植收集的胚胎直接向受体 移植或放入–196℃的液氮 保存7）胚胎的移植 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，注入胚胎注意：移入受体子宫胚胎位置应与其在供体的位置 相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应卵巢必须有黄 体存在8）对受体母牛进行妊娠的检查（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛【归纳总结】①该过程中两次使用激素 第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵 ②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③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体母牛， 性别取决于公牛提供何种类型的精子，与受体牛没有 关系。

④此处冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵 子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二、胚胎分割阅读课本，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特点（3）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程二、胚胎分割优势优势: :可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜 1.概念: 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术2.2.特点：特点：后代具有相同的遗传物质可以看作是后代具有相同的遗传物质可以看作是动物动物无性繁殖无性繁殖或或克隆克隆的方法之一的方法之一3.3.选择的胚胎：选择的胚胎：发育良好的，形态正常的发育良好的，形态正常的桑椹胚桑椹胚或或囊胚囊胚3.3.使用的主要仪器设备：使用的主要仪器设备：实体显微镜、显微操作仪实体显微镜、显微操作仪操作注意事项操作注意事项: :对对囊胚阶段囊胚阶段的胚胎进行分割时，将的胚胎进行分割时，将内细胞团内细胞团均等分割均等分割4、理论基础动物胚胎细胞的全能性所以胚胎分割的时期为：桑椹胚或囊胚.切几份, 之间关系, 有什么方法, 目前主要是2份, 原因 概念.切什么时期.注入空透明带.半裸胚直接到受体选择良好的桑椹 胚或囊胚移入培 养皿中，用分割 针或分割刀片将 其切开，吸出其 中的半个胚胎注 入透明带中或直接移植给受体。

5.基本过程：性别鉴定2胚胎分割的基本过程胚胎移入培养液分割胚胎（机械法、酶处理）移植胚胎给受体着床产仔6、操作注意事项：①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②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目前，仍以二分胚胎的分割和移植效率最高， 已成为提高家畜胚胎利用率的手段之一7、胚胎分割技术的缺陷（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 可能性是有限的提醒 试管婴儿(动物)技术为有性生殖， 胚胎分割移植为无性生殖。

胚胎移植是有性生殖还是无性生殖 取决于胚胎的来源是由受精卵形成的还 是核移植技术形成重组细胞发育而成的 归纳总结】三.胚胎干细胞阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源3）胚胎干细胞的特性4）胚胎干细胞的应用三、胚胎干细胞1.概念：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，可以分化成任何一种组 织 – 体外培养，只增殖不分化可冷冻保存或遗 传改造全能细胞2、特点：3.主要用途阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞 有什么具体用途？ （1）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2）培育出人造组织器官，用于器官移植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。

（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想 材料 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ES细胞在培养液加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质作用下可向不同类型组 织细胞分化分 类• 全能干细胞（如胚胎干细胞）– 桑椹胚及以前（如受精卵）– 由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来– 能发育成完整个体• 多能干细胞（如造血干细胞）– 能分化出动物体内的多种组织• 专能干细胞– 如神经干细胞，皮肤生发层细胞等– 能分化出特定的（一种或两种）组织.应用按照分化潜能大小来分类..分类干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗、基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研 究等其中最吸引人的应用，是将干细胞分化成某一特 定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受 损的组织，甚至器官比如，将干细胞在体外分化为胰 岛素细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的 胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖 注射胰岛素维持生命的病人得到根治人们预言，干细 胞有可能用于治疗人类几乎所有的组织坏死性或退化性 疾病，它将是人类医疗史上的一次革命练习• 1.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• 2.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B3.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A4.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C10、（多选）克隆动物的方法有（ ） A. 细胞核移植 B. 胚胎分割 C. 体外受精 D. 转基因技术 11、（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为 （ ） A.显微操作仪 B.电子显微镜 C。