3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景示范課公開(kāi)課一等獎(jiǎng)?wù)n件省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

胚胎工程的應(yīng)用及前景胚胎分割優(yōu)勢(shì):可成倍增加胚胎數(shù)量，能夠快速繁殖良種畜。采用機(jī)械辦法將早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。胚胎分割特點(diǎn)：后裔含有相似的遺傳物質(zhì)，克隆選擇的胚胎：發(fā)育良好的，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚使用的重要儀器：實(shí)體顯微鏡、顯微操作儀、切割刀、切割針注意:將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分裂胚胎分割的基本操作選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開(kāi)，吸出其中的半個(gè)胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。注意：將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割受精卵分裂

早期胚胎胚胎分割基本過(guò)程代孕母牛植入植入分割嵌合體運(yùn)用胚胎工程的辦法，將不同品種甚至不同種的受精卵或早期胚胎鑲嵌在一起，體外培養(yǎng)至囊胚，再將其移植到一種“代孕媽媽”體內(nèi)，最后哺育出含有不同遺傳性狀的完整個(gè)體，稱為嵌合體。由胚胎干細(xì)胞（ESC）制造嵌合鼠應(yīng)用：1、研究動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中的一系列現(xiàn)象和問(wèn)題，如早期胚胎的全能型、細(xì)胞分化的機(jī)理等。2、建立實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳病的模型，研究治療方案和篩選藥品。3、在家畜改良方面，把親代動(dòng)物的優(yōu)良性狀集中體現(xiàn)出來(lái)，從而形成含有高度雜種優(yōu)勢(shì)的雜合個(gè)體。嵌合體干細(xì)胞細(xì)胞全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后仍含有形成完整有機(jī)體的潛能或特性。動(dòng)物和人體內(nèi)保存的含有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細(xì)胞稱為干細(xì)胞。這些細(xì)胞可通過(guò)分裂維持本身細(xì)胞的特性和大小，又可進(jìn)一步分化為多個(gè)組織細(xì)胞。干細(xì)胞分化能力全能干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞含有形成機(jī)體的任何組織或器官直至形成完整個(gè)體的潛能如受精卵、胚胎干細(xì)胞干細(xì)胞分類含有分化成多個(gè)組織的潛能，但不能發(fā)育成完整的個(gè)體如造血干細(xì)胞能夠分化出12種血細(xì)胞只能分化成某一類型的細(xì)胞如神經(jīng)干細(xì)胞只能分化成多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞造血干細(xì)胞的分化干細(xì)胞分類干細(xì)胞來(lái)源胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞由早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的一類細(xì)胞來(lái)源于機(jī)體組織器官中的未分化細(xì)胞。造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞肝臟干細(xì)胞受精卵全能干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞多能干細(xì)胞造血干細(xì)胞多能干細(xì)胞專能干細(xì)胞肌肉干細(xì)胞成體干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞干細(xì)胞工程是指在體外對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行操作，涉及體外增殖、定向誘導(dǎo)、分化、基因修飾和組織形成等，最后將干細(xì)胞培養(yǎng)成人們所需要的多個(gè)細(xì)胞、組織甚至器官。造血干細(xì)胞的來(lái)源[資料1]人體造血干細(xì)胞的80%以上儲(chǔ)存在骨髓中，因此人們把早期的造血干細(xì)胞移植叫做骨髓移植。從正常人體中抽取一定量的骨髓，對(duì)人體不會(huì)有任何傷害，骨髓中的造血干細(xì)胞會(huì)很快地通過(guò)自我更新而恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。[資料2]從外周血中分離造血干細(xì)胞的辦法是：為捐獻(xiàn)者注射一種細(xì)胞因子，如粒細(xì)胞刺激因子，誘使干細(xì)胞從骨髓遷移到外周血中。然后，在捐獻(xiàn)者靜脈中插入導(dǎo)管，使血液通過(guò)專門(mén)的分選系統(tǒng)，選出干細(xì)胞，將其它血細(xì)胞和血漿返回捐獻(xiàn)者體內(nèi)[資料3]普通臍帶和胎盤(pán)在胎兒分娩后就被拋棄。1988年，一位患有范克尼貧血病的小朋友，初次接受臍帶血移植，并獲得了成功，這使醫(yī)務(wù)工作者認(rèn)識(shí)到了臍帶血的重要價(jià)值。1、造血干細(xì)胞的來(lái)源2、造血干細(xì)胞移植的意義造血干細(xì)胞重要來(lái)自骨髓、動(dòng)員后的外周血和臍帶血。造血干細(xì)胞移植已經(jīng)成為臨床治療血液系統(tǒng)疾病、遺傳性血液病、頑固性本身免疫性疾病、嚴(yán)重免疫缺點(diǎn)疾病以及癌癥化學(xué)治療與放射性治療后免疫力低下等的有效手段。思考與討論3、捐獻(xiàn)適量的造血干細(xì)胞，為什么不會(huì)傷害捐獻(xiàn)者的身體健康？人體內(nèi)的造血干細(xì)胞含有很強(qiáng)的再生能力。正常狀況下，人體多個(gè)細(xì)胞每天在不停的進(jìn)行新陳代謝，進(jìn)行著生成、衰老、死亡的循環(huán)往復(fù)，失血或捐獻(xiàn)造血干細(xì)胞后，可刺激骨髓加速造血，1-2周內(nèi)，血液中的多個(gè)血細(xì)胞恢復(fù)到原來(lái)水平，因此不會(huì)影響健康。。胚胎干細(xì)胞（EmbryonicStemcell,ES細(xì)胞）1)形態(tài)：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。2)功效：含有發(fā)育的全能性；可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞；體外培養(yǎng)可增殖不分化。3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞能夠增殖而不發(fā)生分化。對(duì)它能夠進(jìn)行冷凍保存，也能夠進(jìn)行遺傳改造。胚胎干細(xì)胞分離途徑胚胎干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)分化[實(shí)驗(yàn)1]在小鼠胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)液中加入骨髓基質(zhì)細(xì)胞和造血生長(zhǎng)因子，培養(yǎng)一段時(shí)間后，胚胎干細(xì)胞就能夠分化為早期的造血干細(xì)胞。[實(shí)驗(yàn)2]撤去小鼠胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)液中的分化克制因子，2-5d后胚胎干細(xì)胞就會(huì)自發(fā)形成細(xì)胞團(tuán)。將該細(xì)胞團(tuán)加入到含有造血生長(zhǎng)因子和紅細(xì)胞生成素的培養(yǎng)液中，能夠生成紅系造血干細(xì)胞。[實(shí)驗(yàn)3]撤去小鼠胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)液中的分化克制因子，2-5d后加入分化誘導(dǎo)劑地塞米松，2-3d更換一次培養(yǎng)液，50d后，小鼠胚胎干細(xì)胞發(fā)育成了軟骨細(xì)胞。1、科學(xué)家設(shè)計(jì)這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么？研究如何對(duì)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行定向分化誘導(dǎo)2、綜合這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的成果，你能得出什么結(jié)論？胚胎干細(xì)胞含有自我更新能力和多向分化能力。在不同的誘導(dǎo)因子作用下，能夠定向分化為不同的細(xì)胞。思考與討論受精卵紅細(xì)胞胚胎干細(xì)胞囊胚神經(jīng)細(xì)胞肌肉細(xì)胞胚胎干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)分化示意圖干細(xì)胞應(yīng)用細(xì)胞替代治療角膜病、糖尿病、帕金森病組織替代治療如皮膚、軟組織、骨骼等組織病變器官替代無(wú)排斥反映的器官移植干細(xì)胞應(yīng)用干細(xì)胞培植眼角膜進(jìn)行眼角膜移植修補(bǔ)手術(shù)干細(xì)胞應(yīng)用干細(xì)胞培植心肌細(xì)胞治療原發(fā)性心臟病干細(xì)胞應(yīng)用骨髓干細(xì)胞能夠自行轉(zhuǎn)移到人腦，并能夠轉(zhuǎn)變?yōu)楣πR全的腦細(xì)胞治療腦損傷、老年癡呆癥以及帕金森氏綜合癥

哺育人造組織器官重要用途(1)治療人類