動(dòng)物克隆技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

動(dòng)物克隆技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀 動(dòng)物遺傳工程文獻(xiàn)綜述動(dòng)物克隆技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀摘要：本文簡要概述了克隆的概念，全面綜述了國內(nèi)外動(dòng)物克隆技術(shù)及其原理、研究進(jìn)展和現(xiàn)狀，并根據(jù)當(dāng)前克隆技術(shù)理論和實(shí)踐，對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用和價(jià)值進(jìn)行綜述和討論。關(guān)鍵詞：動(dòng)物克?。缓艘浦?；體細(xì)胞克隆動(dòng)物克隆技術(shù)，又稱動(dòng)物核移植或無性繁殖技術(shù)。它是通過特殊的人工手段，對(duì)動(dòng)物特定發(fā)育階段的核供體（如胚胎分裂球或體細(xì)胞核）及其相關(guān)的核受體（如去核的原核胚或成熟的卵母細(xì)胞），不經(jīng)有性繁殖，進(jìn)行體外重構(gòu)，并通過胚胎移植，從而達(dá)到擴(kuò)大同基因型動(dòng)物種群的目的。動(dòng)物克隆技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)和疾病治療、生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究以及野生瀕危動(dòng)物的拯救和保護(hù)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。1動(dòng)物克隆技術(shù)的發(fā)展1.1國外克隆技術(shù)的發(fā)展：早在1938年，Spemann就通過蝶螈胚胎分割實(shí)驗(yàn)證明了自己的核移植設(shè)想。1952年，Briggs和King將青蛙卵進(jìn)行核移植，獲得重組胚并發(fā)育形成小蝌蚪，20世紀(jì)六七十年代兩棲類、魚類也相繼克隆成功［1］。1996年,Hoppes克隆小鼠成功標(biāo)志首例哺乳動(dòng)物克隆成功［2］。隨后，他采用顯微去核和病毒介導(dǎo)相繼獲得克隆羊、克隆兔、克隆豬［3,4］。1996年，美國克隆猴獲得成功，這是人類首次靈長類克隆成功，并引發(fā)克隆人與倫理爭論［5］。1997年，克隆綿陽“多莉”的誕生，標(biāo)志體細(xì)胞克隆進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。1998年，Wilmut等利用核移植和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，成功地獲得了轉(zhuǎn)基因克隆綿陽。1999年，華裔科學(xué)家賴良學(xué)等通過基因敲除和體細(xì)胞克隆技術(shù)相結(jié)合，成功獲得“基因敲除”克隆豬。2002年，華裔科學(xué)家楊向中宣布成功獲得具有兩種人類凝血因子的“雙基因”克隆豬。1.2國內(nèi)克隆技術(shù)的發(fā)展我國的動(dòng)物克隆技術(shù)相對(duì)發(fā)展比較晚，但幾年發(fā)展速度較快并且受到國際同行的高度肯定和認(rèn)可。無論是在同種動(dòng)物的胚胎細(xì)胞克隆、同種動(dòng)物的體細(xì)胞克隆還是異種動(dòng)物的克隆方面都有很大進(jìn)步。同種動(dòng)物胚胎細(xì)胞克?。?972年，童第周利用核移植技術(shù)首次獲得了克隆黑斑鯉魚。1990年，張涌等由同一個(gè)胚胎經(jīng)過多代克隆之后，分別移植于幾個(gè)羊受體內(nèi)獲得了45只克隆羊。1993年，王斌和范必勤等通過胚胎細(xì)胞核移植得到了3只克隆兔。1995年，鄒賢剛和杜森進(jìn)行了山羊繼代研究，得到了4只克隆羊。1997年，陸長富和盧光秀等供貨的了6只核移植仔鼠。1998年，杜森等用羊胎兒成纖維細(xì)胞獲得2頭克隆山羊。同種動(dòng)物體細(xì)胞克隆：2002年10月16日中午，中國第一頭利用玻璃化冷凍技術(shù)培育出的體細(xì)胞克隆牛在山東省梁山縣誕生；2005年，我國第一頭體細(xì)胞克隆豬誕生。2013年，一胎8頭體細(xì)胞克隆小豬在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)誕生，這是江蘇省首例利用徒手克隆核移植技術(shù)生產(chǎn)的克隆豬；2013年，世界首例體細(xì)胞克隆山羊“元元”在楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)誕生，這一重大科技事件的發(fā)生，標(biāo)志著我國在世界克隆技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。異種動(dòng)物克隆：1999年，陳大元等研究發(fā)現(xiàn)去核兔卵母細(xì)胞可以去核兔卵母細(xì)胞可以支持成年大熊貓?bào)w細(xì)胞重編程，2001年，譚世儉等進(jìn)行了水牛和黃牛胚胎細(xì)胞核移植獲得種間核移植囊胚，2004年楊彩俠使大大熊貓-兔的異種重構(gòu)胚在家貓子宮內(nèi)著床成功［6］。以上為克隆動(dòng)物的發(fā)展歷程，近幾年國內(nèi)外克隆技術(shù)也有很大突破。2003年5月28日，世界上第一例真正的自體克隆動(dòng)物一一一不用代孕母親母體自身繁育自己的體細(xì)胞克隆體的克隆動(dòng)物誕生，這匹健康克隆馬的出世，是世界上首例哺乳動(dòng)物生下自己的克隆體。在克隆人方面，2003年8月，中國科學(xué)家在世界上首次采用克隆技術(shù)培育出含人、兔DNA混合物胚胎。2003年9月，美國克隆技術(shù)專家扎沃斯宣布他已克隆出了含人、DNA的混合胚胎。人與動(dòng)物DNA混合胚胎的培育成功，為克服人類細(xì)胞染色體在克隆的“核移植”過程中常會(huì)出現(xiàn)的破壞和紊亂現(xiàn)象邁出了重要的一步。據(jù)提前出版的美國《連線》雜志披露，美國先進(jìn)細(xì)胞技術(shù)公司的蘭扎等人在不久前成功克隆了含16個(gè)細(xì)胞的人類早期胚胎，可以植入子宮繁殖后代。2012年，衛(wèi)恒習(xí)，李秋艷等人首次利用不同發(fā)育階段克隆胚胎混合一直的方法確定了最佳的供受體同期性選擇方法［7］。由此看來，克隆技術(shù)日漸成熟，并且必將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。2動(dòng)物克隆的理論技術(shù)近幾年，動(dòng)物克隆技術(shù)的核心是核移植，所謂核移植是指將胚胎或體細(xì)胞的細(xì)胞核用顯微外科手術(shù)的方法移入去和的卵母細(xì)胞中，構(gòu)建重組胚，通過體內(nèi)或體外培養(yǎng)、胚胎移植，產(chǎn)生與工體細(xì)胞基因型想通后的的技術(shù)過程。根據(jù)核供體的來源不同，可分為以下幾種：2.1胚胎細(xì)胞核移植胚胎細(xì)胞核移植是指用顯微首發(fā)將耽擱胚胎細(xì)胞導(dǎo)入去除染色質(zhì)的成熟卵母細(xì)胞，電融合后發(fā)育成胚胎，將該重組胚胎移植給受體，妊娠產(chǎn)仔。理論上，一個(gè)胚胎有多少個(gè)細(xì)胞，就可以克隆出多少個(gè)動(dòng)物。2.2胚胎干細(xì)胞核移植胚胎干細(xì)胞是早起胚胎或原始生長細(xì)胞經(jīng)離體抑制分化篩選出的在發(fā)育上類似于早期胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，具有分化潛能和整倍體核型。利用胚胎干細(xì)胞核移植克隆動(dòng)物，即一直胚胎細(xì)胞分化，細(xì)胞數(shù)倍增，使每個(gè)細(xì)胞具有發(fā)育成個(gè)體的能力。將這種細(xì)胞利用核移植技術(shù)導(dǎo)入去除染色質(zhì)的成熟卵母細(xì)胞內(nèi)，電融合后發(fā)育成胚胎，移植給受體，妊娠產(chǎn)仔，得到克隆動(dòng)物。2.3胎兒成纖維細(xì)胞核移植從早期胎兒分離出單個(gè)成纖維細(xì)胞，導(dǎo)入去除染色質(zhì)的成熟卵母細(xì)胞內(nèi)，電融合后發(fā)育成胚胎，移植給受體，得到克隆動(dòng)物。這比胚胎干細(xì)胞克隆動(dòng)物更進(jìn)一步，因?yàn)槌衫w維細(xì)胞是分化了的細(xì)胞，它發(fā)育成新的個(gè)體，是動(dòng)物體細(xì)胞全能型理論的突破。3動(dòng)物克隆技術(shù)的應(yīng)用3.1改善畜產(chǎn)品品質(zhì)和提高動(dòng)物生長速度在動(dòng)物雜種優(yōu)勢利用方面，哺乳動(dòng)物的克隆技術(shù)費(fèi)時(shí)少，選育的種畜性狀穩(wěn)定，并且可以提高動(dòng)物的生長速度。通過克隆胚胎的方法能大量繁殖畜群中特別優(yōu)秀的個(gè)體，而且易于優(yōu)良性狀的保存。同時(shí)，克隆是從細(xì)胞開始的，這將使不同地區(qū)之間的物種交流很便利。因此通過克隆，可以迅速對(duì)優(yōu)良畜禽的基因進(jìn)行整合，培養(yǎng)出優(yōu)良的畜種。3.2構(gòu)建生物反應(yīng)器（即轉(zhuǎn)基因動(dòng)物）生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器的應(yīng)用十分廣泛。它基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺(tái)，使外源基因?qū)雱?dòng)物基因組中并定位表達(dá)與動(dòng)物乳腺，利用動(dòng)物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在動(dòng)物的乳汁中生產(chǎn)一些具有重要價(jià)值的藥物。3.3用克隆動(dòng)物做器官移植的供體器官移植，特別是異種器官移植，最大障礙時(shí)排異反應(yīng)，它是人體內(nèi)預(yù)存的天然抗體及補(bǔ)體街道的抗異種血管內(nèi)皮細(xì)胞的排異反應(yīng)?？寺〖夹g(shù)可以改變動(dòng)物器官組織相容性基因?qū)傩裕瑥亩档腿祟惷庖呦到y(tǒng)的危害，甚至可以直接生產(chǎn)處人類心臟、皮膚、造血干細(xì)胞等，供臨床使用。動(dòng)物克隆技術(shù)的日漸成熟以及與轉(zhuǎn)基因技術(shù)的結(jié)合，必將會(huì)給人類帶來很大的益處。目前的技術(shù)還不太完善，克隆出的部分個(gè)體表現(xiàn)出生理或免疫缺陷，即使是正常發(fā)育的“多利”也被發(fā)現(xiàn)有早衰跡象。由于克隆技術(shù)的巨大效益，人類必將會(huì)進(jìn)行更深的研究，使克隆技術(shù)日臻完善，我們也必將聽到克隆技術(shù)給人類帶來的福音。參考文獻(xiàn)：[!]?BondioliK.R.M.E,WesthusinC，R.Looneyproductionofidenticalofspringbynucleartransfer.Theriogenology.1990,33,165-74.GordonJ.W.,ScangosG.A.,PlotkinD.J.,etal.GenetictransformationofmouseembryobymicroinjectionofpurifiedDNA.ProcNailAcadSciUSA,1980;77;7380—7384.Wilmutl.A.E.,SchiekeJ.McWhiretal.CampbellH.S.Viableoffspringderiverfromfetalandadultmammaliancell.Nature,1997;385;810-813.PratherR.S.F.,BarnesF.L.,SimsM.MNueleartranplantaionintheebovineembryo:assessmentofdonornucleiandrecipientcyte.Biol.Reprod.1987;37;859-866.RoginaB.,ReenanR.A.,NilsenS.P.,etal.Extendedlifespanconferredbycotranspror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