理化生體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

理化生體外受精和早期胚胎培養(yǎng)第1頁/共44頁1978年7月25日世界首例試管嬰兒第2頁/共44頁1988年3月10日我國首例試管嬰兒第3頁/共44頁1992年我國首例三胞胎試管嬰兒第4頁/共44頁1.試管嬰兒用到了什么生物技術？體外受精、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植技術。2.試管嬰兒和母親正常懷孕，生產(chǎn)的過程有何異同？相同之處：都通過有性生殖產(chǎn)生，在母體子宮內(nèi)發(fā)育形成胎兒。不同之處：受精作用在體外，并在體外發(fā)育成早期胚胎進行胚胎移植。第5頁/共44頁3.2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)第6頁/共44頁試管動物技術

是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術。第7頁/共44頁1982年世界首例試管牛犢問世實現(xiàn)良種?？焖俅罅糠敝呈紫纫龅氖?/p>

和

的培養(yǎng)。今天請大家來扮演胚胎工程專家，共同模擬研究“試管牛”工廠化生產(chǎn)的技術流程。體外受精早期胚胎第8頁/共44頁（1）卵母細胞的采集和培養(yǎng)；（2）精子的采集和獲能；（3）受精；（4）胚胎的早期培養(yǎng)；3.2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)第9頁/共44頁1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)對不同動物,采集卵母細胞的方法不同。實驗動物如小鼠、兔，以及家畜豬、羊等卵細胞的采集：

最常用的方法是卵巢經(jīng)過

處理，具體做法是給供體注射

，使一頭母畜一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍的卵子，之后從

中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。超數(shù)排卵促性腺激素輸卵管第10頁/共44頁大家畜或大型動物，如牛，卵細胞的采集：從屠宰場已屠宰母畜的

中采集卵母細胞，也可以借助

、

或

等工具確定卵泡位置，直接從活體動物中吸取泡卵液（連同卵母細胞）取出，在體外進行人工培養(yǎng)，使其成熟。卵巢超聲波(B超)探測儀內(nèi)窺鏡腹腔鏡第11頁/共44頁牛卵巢第12頁/共44頁B超引導法：借助超聲波探頭和屏幕的引導，從活母畜卵巢采集卵母細胞。操作員先將帶有超聲波探頭和采卵針的采卵器通過陰道插入子宮，同時通過將卵巢貼在探頭上。根據(jù)B超屏幕所顯示的卵泡位置，利用采卵針穿刺卵泡并同時抽吸卵母細胞。第13頁/共44頁B超活采儀第14頁/共44頁第15頁/共44頁2.如何選擇用于體外培養(yǎng)的卵母細胞？在選擇卵母細胞時，無論用哪種方法采集到的卵母細胞，外圍一般都應該有數(shù)層卵丘細胞所包圍，形成一個叫卵丘復合體的結構（COC）。這種結構對于卵母細胞在體外條件下的成熟是十分重要的。在對家畜體外受精的操作中，一般把未成熟的卵母細胞分成A、B、C、D四級。對A級卵母細胞要求是有3層以上的卵丘細胞包圍，卵母細胞的細胞質均勻；B級是少于3層卵丘細胞，但卵母細胞質要均勻；C級為沒有卵丘細胞包圍的卵母細胞，又稱裸卵，培養(yǎng)效果很差；D級是退化或死亡的卵母細胞，應淘汰。A、B兩類卵母細胞培養(yǎng)效果較好。第16頁/共44頁第17頁/共44頁第18頁/共44頁活體采集的牛卵母細胞第19頁/共44頁第20頁/共44頁卵母細胞的成熟培養(yǎng)：CO2培養(yǎng)箱第21頁/共44頁培養(yǎng)箱第22頁/共44頁培養(yǎng)箱第23頁/共44頁以牛為例，從屠宰場收集卵巢中的卵母細胞進行體外受精的應用效果如何？

目前，從屠宰場廢棄的卵巢中，每個卵巢平均可采集10枚左右可用卵母細胞，經(jīng)體外培養(yǎng)成熟和受精后約可獲4枚可用的胚胎，經(jīng)過移植給受體母牛，最終可得到1～2頭犢牛。牛的體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)已在一些發(fā)達國家開展。第24頁/共44頁2.精子的收集和獲能

收集精子的方法有：假陰道法手握法電刺激法第25頁/共44頁3.采集精子的方法有幾種？各有什么具體要求？

假陰道法是用特制的假陰道，滿足雄性動物交配時對壓力、溫度和潤滑度的要求。同時要配備有與供精動物相適應的臺畜，訓練動物爬跨臺畜，借假陰道收集精液。手握法是通過徒手或戴乳膠手套的手，直接把握雄性動物陰莖，施以適當壓力和刺激即可引起射精，并可收集富含精子部分的精液。電刺激法是采用特制的電極伸入動物的直腸直接刺激位于腰薦部的射精中樞引起射精，此方法只適用于野生或某些經(jīng)濟動物。此外，對于嚙齒類的實驗動物可在處死后從附睪尾收集精液。第26頁/共44頁在體外受精前，要對精子進行獲能處理。通常采用的體外獲能方法有

和

兩種。對于

、

和

的精子，一般采用培養(yǎng)法；對于

、

等家畜的精子常用化學法。培養(yǎng)法：精子在獲能液中獲能。化學誘導法：精子一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導獲能。培養(yǎng)法化學誘導法嚙齒動物家兔豬牛羊第27頁/共44頁3.受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下在或中完成受精過程。獲能溶液專用受精溶液第28頁/共44頁三、胚胎的早期培養(yǎng)精子和卵細胞在體外受精后，應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、糖類、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等胚胎培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。第29頁/共44頁不同動物胚胎移植時間不同牛、羊：桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔：卵裂期或囊胚階段試管嬰兒：8個或16個細胞階段第30頁/共44頁第31頁/共44頁三種保存方法常溫保存主要通過降低pH值達到抑制精子的代謝活動，一般可以保存2天以上。低溫保存主要是抑制其正常的代謝活動，除豬外，其它家畜的保存效果均較好。如果應用超低溫可以在液氮中長期保存精液，用時可以即時解凍。對于不同的動物，各種保存液的配制方法都有所差異的。第32頁/共44頁歷史1951年Chang和Austin發(fā)現(xiàn)了精子的獲能現(xiàn)象，為體外受精的實現(xiàn)打開了通路。1954年，Thibault等獲得第一只體外受精的兔子。隨著研究深入，試管老鼠、試管豬、試管牛等相繼產(chǎn)生。1978年，Steptoe和Edwards制成了世界上的一例“試管嬰兒”，至此，體外受精技術逐漸成熟。第33頁/共44頁國產(chǎn)奶牛：年均產(chǎn)奶量3000公斤左右國際良種奶牛：年均產(chǎn)奶量10000公斤左右引進一頭良種成年奶牛需要3萬－5萬元；牛的生育率低，一頭牛一胎只生一只，一生只能生育四五次。牛的生育率雖然很低，但是牛的卵母細胞卻相當?shù)亩?，其卵巢中卵母細胞?shù)目要比一生中排卵數(shù)多1000倍左右；公牛產(chǎn)生的精子數(shù)目就更多了。第34頁/共44頁胚胎移植采集良種母牛的卵母細胞卵母細胞的體外培養(yǎng)采集良種公牛精子精子體外獲能體外受精良種牛體外受精胚胎受體牛良種犢牛成熟期牛屠宰加工廠市場采集卵巢中的卵母細胞“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術流程圖第35頁/共44頁試管動物技術

是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術。有性生殖用到了什么生物技術？體外受精、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植技術。小結第36頁/共44頁（1）卵母細胞的采集和培養(yǎng)；（2）精子的采集和獲能；（3）受精；（4）胚胎的早期培養(yǎng)；3.2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)小結第37頁/共44頁1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)對不同動物,采集卵母細胞的方法不同。實驗動物如小鼠、兔，以及家畜豬、羊等卵細胞的采集：

最常用的方法是卵巢經(jīng)過

處理，具體做法是給供體注射

，使一頭母畜一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍的卵子，之后從

中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。超數(shù)排卵促性腺激素輸卵管小結第38頁/共44頁大家畜或大型動物，如牛，卵細胞的采集：從屠宰場已屠宰母畜的

中采集卵母細胞，也可以借助

、

或

等工具確定卵泡位置，直接從活體動物中吸取泡卵液（連同卵母細胞）取出，在體外進行人工培養(yǎng)，使其成熟。卵巢超聲波(B超)探測儀內(nèi)窺鏡腹腔鏡小結第39頁/共44頁2.精子的收集和獲能

收集精子的方法有：假陰道法手握法電刺激法小結第40頁/共44頁在體外受精前，要對精子進行獲能處理。通常采用的體外獲能方法有

和

兩種。對于

、

和

的精子，一般采用培養(yǎng)法；對于

、

等家畜的精子常用化學法。培養(yǎng)法：精子在獲能液中獲能?；瘜W誘導法：精子一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導獲能。培養(yǎng)法化學誘導法嚙齒動物家兔豬牛羊小結第41頁/共44頁3.受精獲能的