教育专题：33《胚胎工程的应用及前景》.ppt

这就是和牛（又称日本神户牛），是当今世界这就是和牛（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，国内市场每公公认的品质最优秀的良种肉牛，国内市场每公斤能售出斤能售出2000多元人民币的天价。多元人民币的天价。如何将这种优如何将这种优质的牛进行快质的牛进行快速、大量的繁速、大量的繁殖呢？殖呢？一、利用体细胞核移植技术进行克隆。一、利用体细胞核移植技术进行克隆。二、利用体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植二、利用体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植技术进行繁殖。技术进行繁殖。胚胎移植胚胎移植概念：概念：将雌性动物体内的早期胚胎将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过其他或者通过其他方式得到的胚胎方式得到的胚胎,移植到移植到同种同种的、的、生理状态相同生理状态相同的其他雌性动物的体内的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技使之发育为新个体的技术。术。体内受精（配种或人工授精）、体外受精、体内受精（配种或人工授精）、体外受精、胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。胚胎的来源：胚胎的来源：供体：供体：受体：受体：受体的条件：受体的条件：提供胚胎的提供胚胎的具有优良遗传性状的个体。具有优良遗传性状的个体。接受胚胎的个体。接受胚胎的个体。同一物种、生理状态相同。同一物种、生理状态相同。1 1、胚胎移植的现状和意义、胚胎移植的现状和意义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；意义：充分发挥雌性优良个体的繁意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期。殖潜能，缩短繁殖周期。胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的的 是相同的。是相同的。生理变化生理变化早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于建立组织上的联系，而是处于 状态。状态。游离游离受体对移入子宫的外来胚胎基本上不受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生发生 。免疫排斥反应免疫排斥反应供体胚胎可与受体子宫建立正常的供体胚胎可与受体子宫建立正常的 和和 联系，但其联系，但其 不受影响。不受影响。生理生理组织组织遗传特性遗传特性思考与讨论思考与讨论:1 1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植、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？位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？应对供体和受体母畜应对供体和受体母畜进行同期发情处理进行同期发情处理，使它们的，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。否的关键。位置相同或相似。位置相同或相似。2 2、胚胎移植、胚胎移植实质实质早期胚胎在相同生理环境条件下早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。空间位置的转移。思考与讨论思考与讨论:选择及同期发情处理选择及同期发情处理超数排卵处理超数排卵处理配种或人工授精配种或人工授精胚胎收集胚胎收集胚胎检查胚胎检查胚胎保存胚胎保存胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩分娩3、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序（1）对供体、受体进行选择）对供体、受体进行选择供体：供体：具有优良遗传性具有优良遗传性状的个体；状的个体；受体：受体：同种的、健康和同种的、健康和正常繁殖能力的个体正常繁殖能力的个体处理：处理：同期发情同期发情具体做法：具体做法：注射相关激素。（孕激素）注射相关激素。（孕激素）（2）超数排卵处理超数排卵处理具体做法：具体做法：注射促性腺激素注射促性腺激素（3）配种或人工授精）配种或人工授精精子来源：精子来源：具有优良遗传具有优良遗传性状的雄性动性状的雄性动物。物。（4）胚胎的收集）胚胎的收集 在配种或输精后在配种或输精后第第7天，用特制的冲卵天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子装置，把供体母牛子宫内的宫内的胚胎胚胎冲洗出来。冲洗出来。冲卵是把母牛的卵子冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？冲出来吗？（5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查 你知道检查的目你知道检查的目的吗？此时胚胎处于的吗？此时胚胎处于什么时期？什么时期？检查胚胎的发检查胚胎的发育状况，处于育状况，处于桑椹桑椹胚或囊胚胚或囊胚（6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植胚胎保存的条件：胚胎保存的条件：-196液氮保存（7）胚胎的移植）胚胎的移植方法一：手术法方法一：手术法方法二：非手术法方法二：非手术法（8）对受体母牛进行）对受体母牛进行是否妊娠是否妊娠的检查的检查（9）受体母牛产下胚胎移植的犊）受体母牛产下胚胎移植的犊牛牛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）总结：总结：1.1.概念概念:采用显微手术（机械方法）的采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成方法将早期胚胎分割成2 2分胚分胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚,经体内或体外培养经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。同卵多胎的技术。胚胎分割胚胎分割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，因此胚胎分割可以看做动物因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。无性繁殖或克隆的方法之一。3、理论基础、理论基础 动物胚胎细胞的全能性动物胚胎细胞的全能性4、胚胎分割的时期、胚胎分割的时期 囊胚或桑椹胚囊胚或桑椹胚5、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形态正常的桑椹胚或囊胚。囊胚。6、使用的主要仪器：、使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。实体显微镜和显微操作仪。7、具体操作、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开，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，或直接将裸半胚移好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。植给受体。7 7、操作注意事项：、操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。内细胞团均等分割。原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出原因：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，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发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，团均等分割，会出现含内细胞团多的部会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，阻或发育不良，甚至不能发育等问题。甚至不能发育等问题。胚胎分割的份数越多，操作的难度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。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，不但难以做到的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，均等分割，每一份的细胞数会越少，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而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。所受的影响会更大。因此，分割的份因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。功率自然会降低。8、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷（1）刚出生动物的体重偏低，）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；毛色和斑纹还存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。卵多胎的可能性是有限的。9、胚胎分割技术的应用、胚胎分割技术的应用:为转基因技术、性别控制技为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。术提供活胚材料。1.1.概念：概念：简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由早期胚胎是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。或原始性腺中分离出来的一类细胞。三三.胚胎干细胞胚胎干细胞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：具有发育的全能性具有发育的全能性.可分化可分化为成年动物体内任何一种组织细胞为成年动物体内任何一种组织细胞.体外体外培养可增殖不分化；培养可增殖不分化；（3 3）在体外培养的条件下，）在体外培养的条件下，ESES细胞可以细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。保存，也可以进行遗传改造。（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。人类由于细胞坏死、退化或功能异人类由于细胞坏死、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。利用尚未攻克的顽症。利用ESES细胞可以诱导细胞可以诱导分化形成新的组织分化形成新的组织 细胞的特性，移植细胞的特性，移植ESES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并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，恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用用ESES细胞诱导分化出的某些组织细胞细胞诱导分化出的某些组织细胞已已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。成骨不良等疑难病症。（2 2）培育出人造组织器官，用于）培育出人造组织器官，用于器官移植器官移植 随着组织工程技术的发展，通随着组织工程技术的发展，通过过ESES细胞体外诱导分化，还可以细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前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。官移植后免疫排斥的问题。（3 3）ESES细胞也是研究体外细胞分化细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。的理想材料。ES ES细胞在饲养层细胞上，或在添加细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。化的状态。诱导因子：诱导诱导因子：诱导ES细胞向不同细胞向不同类型的组织细胞分化。类型的组织细胞分化。1.1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（正确的是（）A.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.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.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.D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛受体母牛可以是同一物种的一般健康牛B练习练习练习练习2.2.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（的是（）A.A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B.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.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.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AD3.3.供体的胚胎移植到受体后，游离的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（质交换。以下说法正确的是（）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，否则会受体与胚胎血型应相同，否则会 发生免疫排斥反应发生免疫排斥反应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.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（此过程的重要原因是（）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