《胚胎工程的应用及前景》hly.ppt

胚胎工程及应用前景,.两图区别,一.胚胎移植,1.概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过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.供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。,实际上是供、受体共同繁殖后代的过程。,胚胎来源:,雌性动物早期胚胎;通过体外受精和早期胚胎的培养得到;通过哺乳动物体细胞核移植及培养得到的胚胎。,胚胎移植：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”,胚胎移植的优势：可充分发挥优秀个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期增加一生繁殖的后代数量,2、胚胎移植的现状和意义,胚胎移植的意义,1)加速育种工作和品种改良2)大量节省购买种畜的费用3)一胎多产4)保存品种资源和濒危物种,移动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供体和受体会不会发生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,.,.,3.胚胎移植的生理学基础,1)供体和受体相同的生理环境2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变.,.,.,供、受体母畜的发情时间要一致；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。,胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移.,.激素 经受体产生更多后代,示意图.,4.胚胎移植的基本程序,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种或人工受精,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）,流程图,胚胎移植成功与否两个关键条件,（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。,相关技术,体外受精体外胚胎培养胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞的培养性别控制和性别鉴定,胚胎工程的,核心技术,二.胚胎分割,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.后代具有相同的遗传物质.属于无性繁殖或克隆.实体显微镜和显微操作仪分割刀、分割针 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚.,之前，细胞数目少；之后，细胞开始大量分化,1.概念:,2.特点:,3.使用的主要仪器：,器具：,4.选择的胚胎:,5.过程：,发育良好的胚胎移入含培养液的培养皿中,对囊胚阶段的内细胞团进行分割时要注意均等分割。,胚胎分割的应用前景,生产同卵双生后代；进行胚胎的性别鉴定；,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.,囊胚中的内细胞团,2.特点: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.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,3.主要用途(1)治疗人类的由于细胞坏死、退化或功能异常引起的某些顽症(2)培育出人造组织器官，用于器官移植,(3)是研究体外细胞分化的理想材料（4）还可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究,是指一类具有自我更新(Self-renewing)能力，并在一定条件下可分化成为各种功能细胞的细胞。这部分细胞未分化或未完全分化，一旦生理需要，它们可以按照一定的途径通过分裂、分化产生机能所需的细胞。在个体发育的不同阶段以及成体的不同组织中均存在着干细胞，只是随着年龄的增长，干细胞的数量逐渐减少，其分化潜能也逐渐变窄。,干细胞的概念,依据其发育阶段，分为：,胚胎干细胞(Embryonic stem cell)从囊胚期胚胎的内层细胞团细胞分离而来的干细胞即为胚胎干细胞。成体干细胞(Adult stem cell)指成年动物或人体的一些组织和器官中具有修复和再生的能力的干细胞。其中包括：造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肌肉干细胞、成骨干细胞、胰腺干细胞等。,干细胞的分类,依据干细胞的分化潜能，可分为三种类型：,全能性干细胞多能性干细胞 单能干细胞,A.全能性干细胞(Totipotency Stem Cells),具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞，它是从早期胚胎的内细胞团分离出来的一种高度未分化的细胞系，具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，它可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，进一步形成机体的所有组织、器官。,这种干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制，骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少12种血细胞。,B.多能性干细胞(Multipotency Stem Cells),造血干细胞移植：目前，临床使用的造血干细胞主要来自骨髓、脐带血等。现在造血干细胞移植已经成为临床治疗血液系统疾病、遗传性血液病、顽固性自身免疫疾病、严重免疫缺陷疾病以及癌症化疗与放疗后免疫力低下等的有效手段。,单能干细胞也称专能或偏能干细胞。这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，多数的组织或器官干细胞属于这一类，如：上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞、小肠隐窝中的干细胞等。,C.单能干细胞(Monopotency Stem Cells),性别控制与胚胎性别鉴定P82,性别控制 是通过人为地干预使雌性动物按人们的愿望繁殖所需后代的技术。依据X精子和Y精子表面电荷、密度、体积、DNA含量、活力、表面抗原特性等将X和Y精子分离，从而实现控制后代的性别；另外，也可通过X精子与Y精子的受精能力来干预受精作用也可以达到控制性别的目的。,早期胚胎性别鉴定（Embryo sexing）是指依据胚胎染色体、表面抗原、基因组等方面的不同，将不同性别的胚胎进行区分，并针对性地进行胚胎移植，得到预期性别的后代。,性别控制与性别鉴定有所不同，性别控制是人为控制受精，以达到控制后代的性别；而性别鉴定是对区分不同性别的胚胎，从而达到控制后代的性别。在最近10多年来，随着分子生物学、细胞遗传学、免疫组织学等学科的迅速发展，以及现代高精密仪器的问世，性别控制研究才取得了长足进展，特别是在胚胎性别鉴定方面，已进入实用阶段。,性别控制与性别鉴定的应用,定向生产特定性别的胚胎；鉴定早期胚胎性别，排除性连锁疾病。,为什么胚胎分割的份数越多，操作的难度越大，移植的成功率越低？,早期胚胎体积小，只有在显微镜下才能看到；且细胞数目是有限的，分割份数越多，不但难以作到均等分割，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越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，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。,雄性：5、7、8、9雌性：2、3、4、6144 bp:牛Y染色体特异性DNA片断,144,