胚胎嵌合技術

胚胎嵌合技術第一頁，共23頁。內(nèi)容摘要研究概況嵌合體的制作應用前景嵌合體研究存在的問題第二頁，共23頁。一、研究概況嵌合體(chimera)一詞源自希臘文,古希臘神話中用它代表獅頭、羊身、蛇尾這樣一些不同種類動物所拼湊出的怪物。嵌合在生物學上是指同一個體中，基因型相異的細胞或組織混合存在的狀態(tài)。第三頁，共23頁。一、研究概況嵌合體動物：現(xiàn)代的胚胎工程技術中，也有一種叫胚胎嵌合的技術。它是將２個胚胎細胞（同種或異種動物胚胎）合并，共同發(fā)育成１個胚胎，即“嵌合胚胎”，然后將這個胚胎移植給受體，讓其妊娠產(chǎn)仔。如果產(chǎn)下來的幼仔具有以上２種動物胚胎的細胞，則稱其為“嵌合體動物”。例如，用同一種類的黑鼠和白鼠胚胎嵌合，可生下黑白相間的花小鼠；不同種類的綿羊和山羊胚胎細胞嵌合，可生下綿山羊，它既有綿羊的特征，又有山羊的特征。第四頁，共23頁。一、研究概況美國科學家將人類的干細胞加入到了許多動物的胚胎中，制造長著人的器官的嵌合體動物，例如豬體內(nèi)流著人的血液的“人豬”，羊體內(nèi)的肝臟80%的成分屬于人類的肝臟的“人羊”，老鼠頭顱里加入人的腦細胞的“人鼠”等?！爱斎说钠鞴僭趧游锏捏w內(nèi)生長，擁有人類細胞的豬或老鼠，是不是會像人類一樣思考，卻和動物一樣行事？”

“它們所帶給人類社會的恐懼，早已超越了人類認知的界限和人類對科學成果的接納空間”。第五頁，共23頁。一、研究概況“嵌合體”是在生物界非常普遍的自然現(xiàn)象。孿生子在同一個子宮中發(fā)育時會發(fā)生細胞交流，大多數(shù)孿生子體內(nèi)都攜帶著某些來自其同胞的細胞，他們都是嵌合體。在胎兒發(fā)育過程中，母體和胎兒也會發(fā)生細胞交流（從孕婦血液中可檢測到胎兒的細胞），多數(shù)母親體內(nèi)終生攜帶著她們生下的子女的某些細胞，許多人體內(nèi)也攜帶著他們的母親的某些細胞，這些母親、子女也都是嵌合體。那些接受器官移植的人，更全都是嵌合體。第六頁，共23頁。一、研究概況不同的物種也可以形成嵌合體。例如把兩個來自異種動物的胚胎嵌合成一個胚胎，就可以培育出異種嵌合體動物，像綿羊-山羊嵌合體、馬-斑馬嵌合體等都已培育成功。許多心臟病患者移植了豬或牛的瓣膜，也是異種嵌合體。重組DNA技術、轉(zhuǎn)基因技術事實上也都是在制造分子層次上的嵌合體。第七頁，共23頁。第八頁，共23頁。二、嵌合體的制作1、囊胚顯微注射法：

用顯微操作技術將供胚的全部內(nèi)細胞團注入除去部分內(nèi)細胞團的受胚囊胚腔中，或?qū)⒐┡叩牟糠謨?nèi)細胞團注入受胚的囊胚腔中，也可以向受胚囊胚腔中（或卵周間隙）注入16細胞至桑甚胚的卵裂球、胚胎干細胞或已分化的細胞，使其發(fā)育為嵌合胚胎的方法即為囊胚注入法。第九頁，共23頁。二、嵌合體的制作2、聚合法：

是指將去除透明帶的兩枚8細胞至桑葚期胚胎，或來自兩個不同胚胎的卵裂球，或卵裂球與胚胎聚合在一起的方法。采用酶消化法去除透明帶：

％鏈霉蛋白酶在25-27℃下處理3min，移入含BSA（牛血清白蛋白）的培養(yǎng)液中終止酶的消化作用，用培養(yǎng)液洗凈卵子（三次）。第十頁，共23頁。二、嵌合體的制作裸胚聚合：

移入胚胎聯(lián)結(jié)液小滴（植物凝集素A，PHA，起粘合作用）中，培養(yǎng)10-20min，將融合胚輕輕移入20%PBS中洗滌兩次，繼續(xù)培養(yǎng)5h-10h后，移植入同期發(fā)情的受體輸卵管或子宮角中。卵裂球聚合：取相同數(shù)量的兩個不同種屬的卵裂球裝入空的透明帶內(nèi)，加入PHA使其聚合，用瓊脂包埋后體外直接培養(yǎng)或移入兔輸卵管中使其發(fā)育至囊胚，最后再移入受體子宮角內(nèi)。

第十一頁，共23頁。二、嵌合體的制作卵裂球與胚胎聚合：

將解離好的卵裂球慢慢釋放于另一個裸胚的正上方，使二者直接接觸，借助于PHA的作用使之聚合。第十二頁，共23頁。二、嵌合體的制作

兩種方法的比較：聚合法：聚合法適用于同種、發(fā)育階段處于同步或者差距不大的胚胎。通常情況下,8-細胞期的聚合率最高。囊胚注射法：囊胚注射法難度較大,但適用面更廣,可用于種內(nèi)和種間嵌合,供體和受體發(fā)育階段可同步也可不同步。對于不能去除透明帶的動物,如兔等(著床前需要透明帶),只有用囊胚法制作嵌合體。第十三頁，共23頁。三、應用前景1.在發(fā)育及細胞生物學方面的運用(1)研究胚胎分化規(guī)律胚胎嵌合技術是研究分析哺乳動物發(fā)生機制的重要手段之一。將基因型不同的胚胎細胞嵌合在一起，根據(jù)其在嵌合體組織或器官中的分布及存活率情況，研究胚胎早期分化的規(guī)律。同時，通過嵌合胚胎內(nèi)細胞團以外的細胞，可以研究各類胚細胞核的全能性及其正常分化能力。第十四頁，共23頁。三、應用前景(2)研究性分化機理

利用嵌合體可以研究性別分化以及參與性分化的細胞及其規(guī)律。(3)孤雌生殖利用嵌合體技術，己獲得了孤雌生殖小鼠。鈴木達行等（1998）通過聚合從日本紅牛獲取的卵母細胞的孤雌生殖二倍體胚胎和用荷斯坦母牛卵母細胞進行IVF的胚胎，獲得2死1活3頭嵌合體犢牛。第十五頁，共23頁。三、應用前景2.在免疫學與醫(yī)學方面的運用

艾滋病病毒不能感染小鼠，無法用小鼠作為研究艾滋病的模型動物。但是如果我們設法讓小鼠長有人的免疫系統(tǒng)，艾滋病病毒就可以感染這種嵌合體小鼠，它們目前已被用于試驗治療艾滋病的藥物。(1)用于免疫功能的分析

通過分析嵌合體中白細胞的免疫應答，可揭示正常的免疫防御機理。(2)建立遺傳病動物模型

人類大多數(shù)遺傳疾病，都可以利用嵌合體技術建立特定的動物模型。第十六頁，共23頁。三、應用前景3.在動物生產(chǎn)中的應用(2)種間移植

用于分析胎兒與母體的相互關系，如將斑馬的受精卵，移植到馬體內(nèi)生產(chǎn)斑馬（拯救珍稀瀕危動物）。(1)人工制造有特殊經(jīng)濟價值的個體

對水貂、狐貍、絨鼠等毛皮動物，利用胚胎嵌合體技術可以獲得用交配或雜交法不能獲得的毛皮花色類型。第十七頁，共23頁。三、應用前景(4)生產(chǎn)移植器官

人兔胚胎嵌合體：將來發(fā)育成某種特定器官，如能克服免疫排斥反應，有望用于器官移植。(3)可作為外源基因的導入方法

把外源目的基因先導入干細胞，再通過胚胎干細胞介導法將目的基因轉(zhuǎn)入胚胎，這是轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)中基因?qū)氲囊环N重要手段。第十八頁，共23頁。四、嵌合體研究存在的問題1、嵌合體組織器宮的特異抗原性

在種內(nèi)動物嵌合體制備過程中發(fā)現(xiàn)，不管是兩種胚胎，還是多種胚胎制成的嵌合胚胎，細胞間均能協(xié)調(diào)的生長發(fā)育，不發(fā)生免疫排斥現(xiàn)象。但是，無論是進行供體-供體、供體-受體動物間，還是進行嵌合體-供體、嵌合體-受體動物間的組織或器官移植，均會發(fā)生強烈的免疫排斥反應。第十九頁，共23頁。四、嵌合體研究存在的問題

因此，嵌合組織并沒有因為成為嵌合體的一部分而改變免疫特性，而是在發(fā)育過程中，各自細胞的免疫抗原性表達可能被“掩蓋”，因而嵌合體中不同基因型組織之間或細胞之間并不發(fā)生排斥現(xiàn)象。而一旦離開嵌合體，其特異抗原性又表現(xiàn)出來。這為將來利用嵌合體生產(chǎn)人用器官造成了很大障礙第二十頁，共23頁。四、嵌合體研究存在的問題2、種間嵌合體胚胎細胞分化、發(fā)育的局限性

不同種間的胚胎聚合形成嵌合體胚胎后，一種胚胎細胞(供體)在另一種胚胎內(nèi)的存活、分化和增殖會受到極大的限制。第二十一頁，共23頁。四、嵌合體研究存在的問題

如大鼠和小鼠胚胎嵌合構(gòu)成的嵌合囊胚的組織學分析發(fā)現(xiàn)，大