细胞工程-10 胚胎工程

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1、第六章胚胎工程Embryoengineering一、概述胚胎工程广义的胚胎工程：或叫胚胎技术,是生物工程的一个分支，是动物生物工程的主干。它是以胚胎移植为基础，以转基因、细胞融合、干细胞技术为中心，通过人工操作胚胎，定向改变动物性状使之为人类造福的一系列生物技术的总称。狭义的胚胎工程：俗称“借腹怀胎”，是指于着床前自一母体（供体）收集胚胎，移植到另一母体（受体）内完成妊娠的过程。在畜牧业上，供体一般为优秀母畜，而受体一般为品质较差些的母畜。胚胎工程的操作对象：生殖细胞，受精卵及早期胚胎细胞二、胚胎发育的基本过程和机制高等动物的胚胎发育包括受精、

2、卵裂、囊胚、原肠胚、中胚层及体腔形成、胚层分化等主要阶段。低等动物因进化地位不同，其胚胎发育则缺少相应的后几个阶段。（一）胚胎发育的基本过程1.生殖细胞的发生2.受精3.早期胚胎发育过程哺乳动物的生殖是一个相当复杂的生命现象，在胚胎早期，生殖细胞首先与体细胞分离，形成的细胞为原生殖细胞(primordialgermcell，PGCs)：卵原细胞（oogonia）和精原细胞（spermtoginia）其后，经过性别决定和将要进行的性别分化，形成两种生殖细胞。1.生殖细胞的发生卵子的发生（oogenesis）：卵子的发育过程中，二倍体的卵原细胞(o

3、ogonia)在卵巢内进行几次有丝分裂后，进入减数分裂。进入减数分裂后，初级卵母细胞停留在第一次减数分裂的前期，不再增殖，因此胚胎这个时期的卵母细胞数目就是一个雌性哺乳动物一生所拥有的全部卵细胞总数。哺乳动物以及其他的许多脊椎动物的卵细胞发育在出生后停止数月（鼠）或数年（人类），直到雌性动物发育到性成熟才继续发育。青春期之后，卵母细胞进一步发育，在体积上增加约1000倍，减数分裂继续进行。哺乳动物减数分裂进行至第二次减数分裂中期后再一次发生暂停，直至受精后才完成减数分裂。哺乳动物卵子发生的模式精子发生（spermatogenesis）:胚胎睾丸

4、内产生精子的生殖细胞在胚胎期不进行减数分裂，而是停留在有丝分裂细胞周期的早期阶段，称为精原细胞（spermatoginia），出生后继续进行有丝分裂。动物性成熟后，这些精原细胞形成精母细胞。每个精母细胞经减数分裂形成4个单倍体的精细胞，通过成熟过程形成4个精子。精子终生都可产生，体积较小，一般具有头部、颈部和尾部，能运动。精子的结构Thestagesofoogenesisandspermatogenesis2.受精精子的成熟与获能(2)卵子的成熟与排放(3)顶体反应(4)多精受精的阻断(5)卵子的激活(1)精子的成熟与获能哺乳动物的精子离开精巢

5、后并没有受精能力，必须要经过成熟和获能才能使卵子受精。精子的成熟：精子在附睾中成熟。在附睾中多种物质的作用下，精子质膜的脂类、糖蛋白、唾液酸、吸收抗原、表面ATP等许多成分发生了变化，负电荷增加，与凝集素的结合力也发生改变。精子的获能：精子在生殖道中停留一段时间后才具备受精能力，这一现象称为精子的获能（capacitation）。精子的获能过程是多时期、多步骤的复杂变化过程，一般认为获能的第一阶段是脱出精子表面的抗原物质和去能因子（decapacitationfactors,DF），增强了膜通透性。第二阶段是精子细胞膜蛋白发生变化，即发生顶体反

6、应。精子在体外也能完成获能（卵泡液、输卵管分泌物、血清、房水等）。pH、Ca2+等环境条件对获能也有影响。精子在获能过程中发生一系列的形态及生理生化的变化，呼吸明显加强，运动形态和速度也发生很大变化，有直线前进变为曲线运动。精子的行进：在正常生殖过程中，精子在阴道和子宫内的运动速度很快，十几分钟即达到输卵管，积聚在输卵管峡部下2－3cm处，在此停留十几到几十个小时，然后继续上行，只有少数精子可以达到输卵管壶腹部，在此与刚排出的卵相遇，完成受精过程。（2）卵子的成熟与排放卵母细胞的发育与卵泡细胞关系密切，卵母细胞与卵泡细胞构成卵泡（又称滤泡，fo

7、llicles），根据其发育程度可分为原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡、成熟卵泡等。原始卵泡由一个初级卵母细胞和一层扁平的卵泡细胞构成，位于卵巢皮质的浅层。初级卵泡的初级卵母细胞已经增大，由单层和多卵泡细胞构成。次级卵泡的卵泡细胞数量和层数增加，卵泡体积增大，在卵泡细胞间出现腔隙，这些腔隙逐渐合并，不断扩大，形成一个较大的卵泡腔。排卵ovulation：随着卵泡的增大，逐渐向卵巢表面突出，在胶原酶和透明质酸酶作用下，卵泡破裂，卵细胞、透明带和放射冠随卵泡液一起排出，经腹膜腔进入输卵管的过程。在排卵前，初级卵母细胞完成第一次减数分裂，形成一个较大的次

8、级卵母细胞和一个很小的第一极体。次级卵母细胞立即进行第二次减数分裂，但停止于分裂中期，若24h内不能受精，就会退化。若24h能受精，它会很快完成第二次