胚胎干细胞移植治疗技术(胚胎干细胞移植治疗技术好吗)
本文目录一览:
- 1、什么叫胚胎移植技术?具体点
- 2、【高中生物】胚胎干细胞核移植和胚胎发育有区别吗
- 3、改造之后的葡聚多肽干细胞填充面部多久见效胚胎干细胞移植回囊胚
- 4、动物胚胎干细胞的应用
- 5、什么是ES技术?
什么叫胚胎移植技术?具体点
胚胎移植是将一头良种母畜配种后的早期胚胎取出,移植到另一头同种的生理状态相同的母畜体内,使之继续发育成为一个个体的技术,所以通俗地称为“借腹怀胎”。胚胎移植技术可用于各种家畜和动物,目前已有几十种动物成功地进行了干细胞美容针价格表胚胎移植。
胚胎移植被认为是继家畜人工授精技术之后家畜繁殖领域的第二次革命。人工授精技术极大地提高了外泌体和囊泡的优势优秀种公畜的利用率,胚胎移植技术则极大地增加了优秀母畜的后代数,挖掘了母畜的遗传和繁殖潜力。在畜牧业生产与科研中,胚胎移植技术主要用于以下几个方面:
(1)增加进口纯种畜和优秀个体的后代数。用于纯繁扩群,增加种畜的数量。
(2)缩短家畜的改良周期,加速品种改良。纯种牛的胚胎移植给黄牛,可将15-20年的改良周期变为一年,大幅度地提高了家畜的遗传品质和生产性能。
(3)用于单胎动物的育种,可缩短选择种牛的年限。如牛的MOET育种方案比后裔测定育种方法遗传进展快。
(4)移植产双胎,提高生产效率。对肉用家畜尤其有价值。同时移植双胚或双半胚或在配种后第7天前后移植一枚胚胎,可获得30%以上的双犊率。
(5)代替种畜的引进。
(6)保存品种资源。保存于具有优良遗传特性的家畜胚胎库、基因库,保护濒临灭绝的家畜和动物品种。
(7)用于一些疾病的诊断和治疗。
(8)发展家畜生物技术的研究手段。这项技术是胚胎分割、嵌合、核移植、体外受精和转基因动物等家畜生物技术不可缺少的技术革新手段,也可用于生物学和医学的研究。
特别值得一提的是,通过胚胎移植产下的后代可从本地母牛获得免疫,疾病抵抗力增强,胚胎传染疾病的危险性减小。目前胚胎移植技术被越来越多地用于牛的引种和牛群的品种改良。
【高中生物】胚胎干细胞核移植和胚胎发育有区别吗
有很大差别。
胚胎发育是由受精卵发育成为个体,不涉及各种人工操作。
胚胎干细胞核移植涉及细胞的全能性,是把细胞核从一个细胞转移到另一个去核细胞,细胞核来源于胚胎干细胞。
改造之后的胚胎干细胞移植回囊胚
(1)获取目的基因时需要限制酶,构建基因表达载体时需要限制酶和DNA连接酶.
(2)图中第Ⅱ步为基因表达载体的构建过程,如果只考虑两两结合,则会形成3种重组DNA分子,即目的基因与质粒连接、目的基因与目的基因连接、质粒与质粒连接.
(3)第Ⅲ步是将目的基因导入ES细胞,该操作后还需筛选含小鼠棕褐毛基因的胚胎干细胞,然后再将含有小鼠棕褐毛基因的胚胎干细胞注射到囊胚中.
(4)ES细胞在功能上具有发育的全能性,其细胞核中含有一整套的遗传物质,因此改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠.
(5)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,形成组织、器官必须要进行细胞分裂和细胞分化.
(6)胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖但不发生分化,因此在体外培养胚胎干细胞不能获得动物器官.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶 基因表达载体的构建
(2)载体-目的基因 目的基因-目的基因
(3)载体与棕褐毛基因形成
(4)细胞核中含有一整套的遗传物质
(5)细胞分裂和细胞分化
(6)不能 胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖但不发生分化
动物胚胎干细胞的应用
l 生产克隆动物
1.1 利用ES细胞生产克隆动物的优势 近年来的研究表明。动物早期胚胎细胞、动物胚胎内细胞团细胞,动物ES细胞和动物原始生殖细胞均具有全能性和多能性。动物早期胚胎细胞数最少,在体外培养易分化。动物原始生殖细胞具有和ES细胞相似的特性,在体外诱导分化可形成多种组织,但PGCs细胞数量有限,限制了其应用。动物ES细胞具有全能性和多能性,并可以在体外增殖、冷冻,因而是克隆动物的理想材料。
1.2 利用ES细胞生产克隆动物的意义
1.2.1 大幅度提高良种家畜的繁殖效率:ES细胞与胚胎嵌合和ES细胞核移植技术可使一头良种家畜在短期内生产较多的具有遗传同质型的动物。这不但可以充分发挥良种动物的生产潜力,而且可以加速动物良种化进程。
1.2.2 抢救濒危动物,保存稀有动物遗传资源:利用ES细胞克隆动物技术,一方面在短期内可以繁殖大量的濒危动物,迅速扩大濒危动物的群体数最;另一方面可以用冷冻的全能性细胞作供体进行细胞核移植克隆稀有动物。
1.2.3 创造新物种:用异种动物细胞核移植和异种动物胚胎嵌合的方法可获得具有新性状的克隆动物或异种动物的嵌合体,这样有可能克服种间繁殖障碍,创造出新物种,获得用传统交配方法无法获得的新性状。
1.2.4 为实验生物学提供新材料:利用细胞核移植技术可以同时克隆遗传基础完全相同的生物个体。这些生物个体可用于遗传参数的估测,饲料营养价值的评定以及环境与动物关系的研究等领域。
2 生产转基因动物
2.1 生产转基因动物的程序和方法 利用ES细胞生产转基因动物的方法有:
(1)胚胎嵌合法:将一定数量的转基因ES细胞注射入囊胚或将转基因ES细胞和裸胚共同培养,生产转基因嵌合胚,将转基因嵌合胚移植给同期发情的受体母畜,使其妊娠,生产携有外源基因的嵌合体动物;
(2)细胞核移植法:以转基因ES细胞作供体进行细胞核移植,生产转基因胚胎,将转基因胚胎移植给受体母畜,生产转基因动物。
2.2 生产转基因动物的意义 与传统育种方法相比较,用ES细胞生产转基因动物的优势是:
(1)打破了物种的界限,突破了亲缘关系的限制,加快了动物群体遗传变异程度。
(2)可以进行定向变异和育种。利用同源重组技术对ES细胞进行遗传操作,通过细胞核移植生产遗传修饰性动物。有可能创造新的物种;
(3)利用ES细胞技术,可在细胞水平对胚胎进行早期选择。这样可以提高选择的准确性,缩短育种时间。
利用阴细胞生产转基因动物,具有重要的作用,表现在:
2.2.1 促进动物生长,提高畜产品产量:目前,已将大鼠、牛、绵羊及人的GH基因先后导人小鼠基因组,得到的转基因小鼠在快速生长期(5~11周龄)生长速度为对照组的4倍。转bGH基因猪的研究结果表明,转基因猪日增重增加,饲料转化率大幅度提高。
2.2.2 生产药用蛋白:可以从转基因动物血浆和乳汁中获取外派药用蛋白质。从转基因动物血浆中提取重组蛋自质的优点是可以反复采血而不需要杀死动物,缺点是采血量受到限制和一些具有生物活性的重组蛋白质分泌进血浆对动物健康有一定的影响。动物乳腺摄取、合成、分泌蛋白质的能力很强,并且能对重组蛋白质进行加工(包括β-羟基化,糖基化,γ-羟基化等),同时能将重组蛋白质折叠成有功能的构象。因此,转基因动物乳腺成为公认的生产重组蛋白质的理想器官。
2.2.3 动物抗病育种:通过克隆特定病毒基因组中的某些编码片段,对其进行一定修饰后转人家畜基因组,如果转基因在宿主基因组中能够表达,那么畜禽对该病毒的感染应具有一定的抵抗能力。Yamashita等将克隆的小鼠Mx基因有意义链和反意义链插入禽反转录病毒载体中,并以之转染鸡胚胎成纤维细胞(CEF)。结果表明,插入有意义链反转录病毒载体转染的(CEF)对人流感病毒、禽流感病毒的感染具有抵抗作用。
3 生产用于人类器官移植的动物器官
3.1 使人类ES细胞与猪等动物的胚胎嵌合,通过人、猪嵌合体动物为人类提供可移植器官。这样,可以克服异种动物器官移植所出现的免疫排斥反应。
3.2 定向诱导人类ES细胞分化,形成供移植的人体器。利用体细胞核移植技术在体外生产人的克隆胚胎,当克隆胚胎发育至袋胚时,分离并体外培养人胚胎ICM,获取ES细胞。然后在体外定向诱导分化ES细胞,生产包括人肌肉、神经和造血细胞的细胞组织[5]。已有在体外定问分化诱导ES细胞产生造血细胞,神经细胞和心肌组织并将其移植给成年小鼠的报道。体外受精胚胎及体细胞核移植胚胎为人类ES细胞的分离与克隆提供了实验材料。从原始生殖细胞克隆人类ES细胞的成功为利用该项技术生产人体器宵开辟了新途径。Pittenger等已从人间充质细胞分离人的多能性细胞。这些都推动了以人类ES细胞为材料生产人体器官研究的进展。
3.3 将人的基因导入猪等动物ES细胞,生产禽人基因猪.利用转基因猪为人类提供器官移植的材料。
4 研究真核细胞基因表达与调控一种方法是将外派基因导人ES细胞,研究基因在细胞分化和胚胎发育中的作用。另一种方法是利用基因定位整合技术使ES细胞特定位点的基因突变,缺失或失去功能,研究缺乏特定基因的生物细胞分化及胚胎发育状况,从而确定特定基因在生物发育过程中的作用,具体表现在:
4.1 利用转基因技术研究动物内分泌功能的关系例如,利用基因定位技术破坏胚细胞相关基因,可以制备甲状腺、肾上腺、卵巢、胰腺功能紊乱的小鼠模型,来研究高血压和繁殖功能与下丘脑一垂体分泌激素调节的关系。携带有metallothionein启动子和人或大鼠生长激素基因的小鼠,由于人或大鼠生长激素基因的过度表达,使该小鼠比正常小鼠大得多。
4.2 利用基因定位技术可以研究肿瘤的形成过程转基因小鼠可用于研究肿瘤的形成过程。近交小鼠肿瘤发生过程的特异性表明,肿瘤的发生具有遗传性。转基因小鼠肿瘤的形成,为进一步了解从细胞增生到肿瘤形成的过程提供了材料。
4.3 利用基因定位技术研究激素与控制生物发育基因的关系 利用细胞遗传操作技术增加或删去控制发育的有关基因,制备基因缺失型或基因定型小鼠,观测这种小鼠的表现以及对有关激素作用的反应。ES细胞遗传操作技术为从细胞到个体水平系统研究激素和基因对动物生长发育的调控机制提供了工具。
4.4 寻找与生长发育有关的基因 诱捕载体(Entrapment)与ES细胞相结合形成的一种新技术,可以识别在动物发育过程中表达的任何基因及其活动。例如,已知在生物发育过程中具有重要作用的某种蛋白质的结构,利用RT-PCR技术可以合成其相应的cDNA,通过分子杂交技术就可确定该基因在染色体中的位置。利用ES细胞遗传操作技术,可以有目的的探索同源异型盒家族基因的时空表达格局及其与细胞分化和胚胎发育的关系。
5 建立人类遗传病研究的动物模型 Piedrahita等以PJPB和PNMC109为载体(含有抗新霉素G418基因和aPLOE基因序列),利用间源重组技术定位操作ES细胞的阿卟脂蛋白(apolipoprotein)E基因,制备aPloE基因缺失型ES细胞,将这种ES细胞导入囊胚腔,形成了嵌合胚胎。雌雄突变小鼠交配,生产了携带有ApLoE基因突变的小鼠[13]。这种APDE基因突变性小鼠为科学家研究阿卟脂蛋白缺乏症及其临床治疗方法提供了动物模型。
6 研究ES细胞在胚胎发育过程中的功能Hirofumi等将β-半乳糖苷酶基因导入ES细胞,将转染β-gal基因的ES细胞与早期胚胎嵌合,通过检测β-gal基因的表达来研究ES细胞在细胞分化、胚胎发育及参与各种组织形成过程中的作用。
7 研究基因表达及其产物的生理作用 ES细胞遗传操作技术也可用来研究蛋白质或酶的生理功能。Cozzi等用同源重组技术破坏ES细胞编码金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP)的基因,产生金属蛋白酶基因缺失型ES细胞。其特性与同质细胞相似,比普通ES细胞更具有侵袭力。
8 研究同源重组序列长度与外源基因整台效率的关系 Heinte等将Rb基因片段与neo,hyg和HPRT标记基因相连接插入载体的BglⅡ位点,转染ES细胞,外源基因的整合率高达78%[16]。利用同源重组技术定位操作基因组,同源重组序列不可过小,否则会使操作的精确性降低。Thomas等设计了一种载体,使突变序列位于同源重组靶基因位点两侧数千个碱基之外。利用这种替换DNA序列载体,对小鼠ES细胞Hprt位点进行精细遗传操作,制备HPRT突变性细胞株,若同源重组序列DNA长度小于从1kd,重组的准确性降低。Hasty等研究表明,以插入载体和置换载体为工具,利用同源重组使压细胞特定位点发生突变,定点突变的效率与载体同源基因序列的长度有关,当同源序列在1.3~6.7kb之间逐渐增加时,定点突变的效率也随之增加。若同源重组碱基序列大于临界长度(6~8kb),定位突变的效率就会下降。
9 研究细胞分化的机制利用ES细胞体外培养技术,可不受干扰地对单一的影响胚胎细胞分化的因子进行系统研究。ES细胞在细胞分化研究中的主要作用是:
9.1 研究饲养层抑制ES细胞分化的生理机制 深入研究ES细胞分化抑制的机制,对于阐明细胞分化调节的生理机制,寻求细胞分化调节的途径,具有非常重要的作用。如果人们能利用ES细胞弄清细胞分化的机制,就能从基因转录、翻译等水平对细胞进行操作,定向改变细胞分化的方向。
9.2 研究ES细胞的定向分化 培养的ES细胞在去除分化抑制因素或添加诱导分化因子后就会发生定向分化,形成某种类型组织细胞。Thomas研究发现,体外培养的ES细胞能自行向内脏卵黄囊、血岛及心肌细胞定向分化。Smith等实验证明胚细胞在不含分化抑制物的培养基中能分化形成中胚层;当ES细胞在禽DIA和维生素A酸的培养基中,则分化形成体壁内胚层。
什么是ES技术?
胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)是指当受精卵分裂发育成囊胚时内细胞团(Inner Cell Mass)的细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。自1981年Evans和Kaufman首次成功分离小鼠ES细胞,国内外研究人员已在仓鼠、大鼠、兔、猪、牛、绵羊、山羊、水貂、恒河猴、美洲长尾猴以及人类都分离获得了ES细胞,而且已经证明小鼠ES细胞可以分化为心肌细胞、造血细胞、卵黄囊细胞、骨髓细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞、内皮细胞、黑色素细胞、神经细胞、神经胶质细胞、少突胶质细胞、淋巴细胞、胰岛细胞、滋养层细胞等。人类ES细胞也可以分化为滋养层细胞、神经细胞、神经胶质细胞、造血细胞、心肌细胞等。ES细胞不仅可以作为体外研究细胞分化和发育调控机制的模型,而且还可以作为一种载体,将通过同源重组产生的基因组的定点突变导入个体,更重要的是,ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命。
进一步说,胚胎干细胞(ES细胞)是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代,由于畸胎瘤干细胞(EC细胞)的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。
目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的,如:德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。此后,密苏里的研究人员通过鼠胚细胞移植技术,使瘫痪的猫恢复了部分肢体活动能力。随着ES细胞的研究日益深入,生命科学家对人类ES细胞的了解迈入了一个新的阶段。在98年末,两个研究小组成功的培养出人类ES细胞,保持了ES细胞分化为各种体细胞的全能性。这样就使科学家利用人类ES细胞治疗各种疾病成为可能。然而,人类ES 细胞的研究工作引起了全世界范围内的很大争议,出于社会伦理学方面的原因,有些国家甚至明令禁止进行人类ES细胞研究。无论从基础研究角度来讲还是从临床应用方面来看,人类ES细胞带给人类的益处远远大于在伦理方面可能造成的负面影响,因此要求展开人类ES细胞研究的呼声也一浪高过一浪。
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