选修胚胎工程应用和前景.pptx

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1、湛江产天价牛肉湛江产天价牛肉 千元一斤有钱还难买千元一斤有钱还难买 新闻新闻日日本本神神户户牛牛肉肉（雪雪花花牛牛肉肉）第1页/共35页这就是和牛（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，国内市场每公斤能售出良种肉牛，国内市场每公斤能售出2000多元人民币的天价。多元人民币的天价。如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？第2页/共35页1、什么是胚胎移植？2、胚胎移植的基本程序？胚胎移植概念:将雌性动物的将雌性动物的 ，或者通过其他方式得，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到到的

2、胚胎，移植到 的、的、的其他的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。同种同种生理状态相同生理状态相同早期胚胎早期胚胎地位地位:是胚胎工程其它技术的是胚胎工程其它技术的最后一道工序最后一道工序第3页/共35页胚胎的来源：胚胎的来源：雌性动物的雌性动物的早期胚胎早期胚胎，或通过，或通过体体外受精外受精及及其他方式其他方式得到的胚胎。得到的胚胎。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。受体的条件：受体的条件：同种、生理状态相同同种、生理状态相同。转基因转基因、核移植核移植等等第4页/共35页优良供体优良供体

3、超数排卵超数排卵发情配种发情配种收集胚胎收集胚胎受体母牛受体母牛正常繁殖或两正常繁殖或两三个月后做另三个月后做另一次移植一次移植同期发情同期发情发情发情胚胎移植胚胎移植妊娠妊娠有价有价值的值的后裔后裔优良公牛优良公牛第5页/共35页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；5)5)可以充分发挥雌性优良个体的繁可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力殖潜力,缩短繁殖周期缩短繁殖周期,增加一生增加一生繁殖的后代数

4、量。繁殖的后代数量。第6页/共35页胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1)1)供体和受体供体和受体相同相同的生理环境；的生理环境；如何保证？供、受体供、受体生理状态要相同生理状态要相同，为此必须做到，为此必须做到A A、供、受体母畜的发情时间一致。、供、受体母畜的发情时间一致。哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。B B、移入受体子宫胚胎的位置应该与其、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。在供体内的位置相同或相似。移入胚

5、胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在有黄体存在。在胚胎移植过程中，受体母畜必须处于与供在胚胎移植过程中，受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态。为什么？体母畜同步发情的状态。为什么？因为两者之间的妊娠期，体内的激素水平要相因为两者之间的妊娠期，体内的激素水平要相因为两者之间的妊娠期，体内的激素水平要相因为两者之间的妊娠期，体内的激素水平要相同或者接近。否则胚胎就不能正常的着床同或者接近。否则胚胎就不能正常的着床同或者接近。否则胚胎就不能正常的着床同或者接近。否则胚胎就不能正常的着床。这是这是胚胎移植成功与否的关键胚胎移植成功与否的关键。第7页/共35页

6、胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1)1)供体和受体供体和受体相同相同的生理环境；的生理环境；2)2)早期胚胎处于早期胚胎处于游离状态游离状态,为胚胎的为胚胎的收集提供了可能；收集提供了可能；什么部位？输卵管和子宫角输卵管和子宫角第8页/共35页胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础1)1)供体和受体供体和受体相同相同的生理环境；的生理环境；2)2)早期胚胎处于早期胚胎处于游离状态游离状态,为胚胎的为胚胎的收集提供了可能；收集提供了可能；3)3)受体对移入子宫的胚胎基本上受体对移入子宫的胚胎基本上不不发生免疫排斥发生免疫排斥；4)4)胚胎与受体胚胎与受体建立正常的联系建立正常的联系,但

7、遗但遗传物质没有改变。传物质没有改变。为什么？同物种动物之间同物种动物之间进行胚胎移植易于成功。进行胚胎移植易于成功。第9页/共35页优良供体超数排卵超数排卵发情配种收集胚胎收集胚胎受体母牛正常繁殖或两正常繁殖或两三个月后做另三个月后做另一次移植一次移植同期发情同期发情发情胚胎移植胚胎移植妊娠有价有价值的值的后裔后裔什么方什么方法？法？促性腺激素促性腺激素优良公牛优良公牛怎样做怎样做到？到？注射相关激素注射相关激素 同步发情同步发情：又称同期发情，又称同期发情，利用某些激素制剂人为地控制并利用某些激素制剂人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内使之在

8、预定时间内集中发情集中发情。第10页/共35页优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔优良公牛用具有什么特点的牛作为供体牛？遗传性能和生产性遗传性能和生产性能优秀的个体能优秀的个体用具有什么特点的牛作为受体牛？健康并能正常繁殖健康并能正常繁殖的个体的个体第11页/共35页 在配种或输精后第在配种或输精后第7 7天，天，用特制的冲卵装置，把用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的供体母牛子宫内的胚胎胚胎冲洗冲洗出来。出来。冲卵冲卵是从是从输输卵管卵管或或子宫子宫角角取出取出早期早期胚胎胚胎母牛非手术母牛非手术母牛非手术母牛非

9、手术冲卵示意图冲卵示意图冲卵示意图冲卵示意图第12页/共35页冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196的液氮中保存液氮罐6 6天收集的胚胎（未拣）天收集的胚胎（未拣）第13页/共35页方法一：方法一：手术法手术法具体做法：引出受体子宫和具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入卵巢，将胚胎注入子宫角子宫角，缝合创口。缝合创口。方法二：方法二：非手术法非手术法将装有胚胎的移植管送入受将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。入胚胎。对

10、受体母牛进行是否妊娠的检查对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛受体母牛产下胚胎移植的犊牛受体移胚第14页/共35页选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛 处理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）胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序同期发情同期发情第15页/共35页胚胎移植成功的关键胚胎移植成功的关键同期发情同期发情植入相应部位植入相应部位同物种同物种第16页/共35页 胚胎移植实现了优良性状个体的繁育，如果胚胎移植实现了优良性状个体的繁育，如果我们能确定某

11、个胚胎将发育为非常理想的个我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体，那么有没有办法让这样的体，那么有没有办法让这样的一个胚胎一次一个胚胎一次性地繁育更多的个体？性地繁育更多的个体？第17页/共35页胚胎分割胚胎分割 阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1 1）胚胎分割的概念）胚胎分割的概念（2 2）胚胎分割特点）胚胎分割特点（3 3）胚胎分割的理论基础）胚胎分割的理论基础（4 4）胚胎分割操作过程）胚胎分割操作过程第18页/共35页1.1.概念概念:采用机械方法（采用机械方法（显微手术显微手术）将）将早期胚胎分割成早期胚胎分割成2 2分胚分胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚,经

12、经体内或体外培养后体内或体外培养后植入植入受体，以得到同卵双胎或同卵多受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。胎的技术。为何要做这步才能移植？第19页/共35页2.2.特点：特点：后代后代具有相同的遗传物质具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做因此胚胎分割可以看做动物无动物无性繁殖或克隆的方法之一性繁殖或克隆的方法之一。3 3、理论基础、理论基础 动物胚胎细胞的动物胚胎细胞的全能性全能性。所以胚胎分割的时期为：所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚囊胚或桑椹胚。为什么选择这样的胚胎发育时期？成倍增加胚胎数量第20页/共35页4 4、选择的胚胎：、选择的胚胎：发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。5

13、5、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。6 6、具体操作、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。第21页/共35页发育良好的胚胎发育良好的胚胎切割针切割针/刀或酶处理刀或酶处理细胞分散开细胞分散开受体受体多个受体多个受体移植移植体外培养至体外培养至囊胚囊胚 移植移植培养液培养液胚胎分割操作过程胚胎分割操作过程第22页/共35页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，要对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将将内细胞团均等分割内细胞团均等分割。原因：原因：内细胞团内细胞团一般到囊胚

14、阶段才出一般到囊胚阶段才出现，它现，它是发育为胚胎本身的基础细胞是发育为胚胎本身的基础细胞，其，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，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，甚力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育至不能发育等问题。等问题。第23页/共35页7 7、操作注意事项：、操作注意事项：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

15、低。早期胚胎的早期胚胎的体积很小体积很小，只有在显微镜，只有在显微镜下才能看到；再者，下才能看到；再者，细胞数目是有限的细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，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。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大，移植成功率自然会降低。第24页/共35页受精卵卵裂 早期胚胎胚胎分割基本过程胚胎分割

16、基本过程植入植入代孕母牛分割第25页/共35页8 8、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷 （1 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 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。第26页/共35页 胚胎不能无限分割，那么有胚胎不能无限分割，那么有没有别的办法实现优良个体的没有别的办法实现优良个体的多胎繁殖呢？多胎繁殖呢？第27页/共35页胚胎干细胞胚胎干细胞阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1 1）什么是胚胎干细胞？）什么是胚胎干细胞？简称是什么？简称是什么？

17、（2 2）胚胎干细胞的来源。）胚胎干细胞的来源。（3 3）胚胎干细胞的特性。）胚胎干细胞的特性。（4 4）胚胎干细胞的应用。）胚胎干细胞的应用。第28页/共35页1.1.概念：概念：简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由是由早期胚胎早期胚胎或或原原始性腺始性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。第29页/共35页全能细胞全能细胞 囊胚囊胚 胎儿胎儿 内细胞团细胞内细胞团细胞 生殖腺细胞生殖腺细胞 受精受精胚胎干细胞分离培养胚胎干细胞分离培养 分离内分离内细胞团细胞团胰蛋白酶处理转入培养皿中培养不加饲养层细胞培养细胞分化细胞分化饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，饲养层的细胞一般是胚胎

18、成纤维细胞，因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。长的同时抑制干细胞分化的条件。EKEK细细胞胞加饲养加饲养层细胞层细胞 培养培养ESES细细胞胞第30页/共35页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,可分化为成年可分化为成年动物体内任何一种组织细胞动物体内任何一种组织细胞;（3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，ESES细胞可细胞可以以增殖而

19、不发生分化增殖而不发生分化。对它可以进行冷。对它可以进行冷冻冻保存保存，也可以进行遗传，也可以进行遗传改造改造。第31页/共35页（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。利用利用ESES细胞可以诱导分化形成新的细胞可以诱导分化形成新的组织细胞的特性，组织细胞的特性，移植移植ESES细胞可使坏死细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能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，用目前，在动物实验方面，用ESES细胞诱导细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖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尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病

20、症。难病症。3.3.主要用途主要用途第32页/共35页（2 2）培育出人造组织器官，用于器）培育出人造组织器官，用于器官移植。官移植。随着组织工程技术的发展，通过随着组织工程技术的发展，通过ESES细胞体外诱导分化，还可以培育细胞体外诱导分化，还可以培育出出人造组织器官人造组织器官，解决目前临床上，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。免疫排斥的问题。还有什么技术可以完成此工作？3.3.主要用途主要用途第33页/共35页（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。ESES细胞在细胞在饲养层饲养层细胞上，或在添加细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。分化的状态。在培养液中加入在培养液中加入分化诱导因子分化诱导因子,就就可以诱导可以诱导ESES细胞向不同类型的组织细胞向不同类型的组织细胞分化。细胞分化。3.3.主要用途主要用途第34页/共35页感谢您的观看！第35页/共35页