分离精子进行性别控制研究

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1、引言在妊娠期预先选择后代的性别，即性别控制，是一项新的值得探索的生物繁殖技术,它具有巨大的潜在利用价值。人类性别控制重要的应用是减少性连锁遗传病的发生，即可以帮助具有性连锁隐性遗传病的双亲选择生女儿的机会，以避免该病的发生。也可以用于平衡家庭的性比，使家庭人口数减少，以非强制性的方式控制人口的增长，从而改善由于人口过剩造成的社会问题。性别控制技术在家畜生产中的应用潜力更为明显。奶牛场主可利用性别控制技术繁殖更多的是优质母牛。公牛的生长速度要你母牛快，而且阉公牛肉的价格比较高，生产肉牛的农场主借助该技术可繁殖更

2、多的公牛。此外，这一技术还可用于挽救濒临灭绝的珍稀动物。动物性别控制的途径有两种，一是通过受精后胚胎性别的鉴定而获得所需性别的后代。二是受精前通过体外分离精了而预先决定后代的性別，而后者是动物性别控制最有效的途径。1研究历史Lush(1925)是最早用分离精子的方法对出生前性别控制进行科学研究的科学家之一。从20世纪20〜80年代，儿乎所有分离精了的研究都是通过“物理分离”方法进行的，即都是以X和Y精子之间存在的物理差异为依据进行分离精子的研究，但是这些方法不能将X和Y精子Z间的可观察到的真正微小差异区分开来

3、。20世纪60年代流动细胞仪的问世激发了人们测定单个细胞的DNA进行多种研究的兴趣，尤其是在癌症的诊断方面。1976年，Gledhil1等首先报道使用流动细胞仪测定精了的DNA,用以确定由于遗传损伤而可能发生的改变。1979年，Moruzzi的研究把人的注意力转到了将DNA作为性别选择的一种潜在标志，在他发表的资料屮显示了通过测定多种动物染色体的长度来确定X和Y精子的DNA含量的差异。1983年，Gamer等利用一个更为简单的非分离流动细胞仪测定家畜精子的细胞核，证实X和Y精子DNA含量的差异。几十年来人们所

4、获得的关于分离X和Y精子的知识，使人们在该领域的研究中取得进展，即成功地显示了DNA是分离有活性的X和Y精了的有效标记，为最终利用改良的流动细胞检索分离仪分离X和Y精子打下了基础。1989年Johnson等首先报道用流动细胞检索分离仪成功地分离了兔子活的X和Y精子，用分离的精子受精后产下了活的后代,使流动细胞检索分离仪分离精子技术的研究取得了突破性的进展，此后，利用该技术分离有活性的X和Y精了已经成功地应用于人工授精、体外受精及胞质内单精了显微注射等的研究，并在家畜猪、牛、羊以及人相继获得成功,产下了后代。流

5、动细胞检索分离仪分离精子的方法也在不断地改进，速度不断的提高，口前分离速度与90年代相比已提高了近30倍。因此，根据X和Y精子DNA含量存在差异的原理，通过荧光染料与DNA结合，利用改良的流动细胞检索分离仪进行X和Y精了的分离方法，是目前最有重要性、科学性和有效性的分离精子的方法。2X和Y精子分离的基础对于不如动物，每一个体携带X和Y染色体的精子，无论是X或是Y其含量是恒定的。精了的性染色体DNA含量是唯一有效的或可检测到的X与Y精了之间的羌界。根据研究显示，所有哺乳动物的X染色体比Y染色体要大，因而携带更多

6、的DNA。例如，人的X染色体的DNA含量大约比Y染色体的多2.8%~3.0%。其它哺乳动物的X和Y精子DNA含量的差异比人的稍大一些，差异最大的是爬行出鼠，其X精子的含量大于Y精子9.2%〜12.5%。因此，X和Y精子之间的DNA含量的差异正是流动细胞检索分离仪进行X和Y精了分离的理论基础。3根据DNA含量分离X和Y精子的原理在1997年以前，人多数哺乳动物X和Y精子的分离是通过标准的流动细胞检索分离仪进行的。其原理是：将细胞膜渗透的精子与荧光染料Hoechs饰3342共同培养，该染料则定量地结合到DNA的A

7、T富含区域。由于携带X染色体的精了比携带Y染色体的精子含更多的DNA,因此当精子通过检索分离仪被定位时，染料经激光照射而释放出强度不同的荧光信号。信号通过仪器和计算机系统被扩增和分析并做岀可能为携带X染色体的精子和携带Y染色体的精子或检测系统分辨不清的精子的判断。最近研制出的高速流动细胞检索分离仪，在原有的基础上又进行了改进，使包含有精了的液滴产率提高，也使不同精了间产生更大的差界。另外在喷嘴的设计上，检索系统更接近喷嘴处（含有被定位的精子）以使被定位的精子达到更高的比例，同时，新的喷嘴设计每小时分离1100

8、万个X精子，纯度仍可达到85%〜90%。目前该技术己经被动物和人精子的分离系统所采用。4精子分离的精确性与有效性评价精子分离的精确性及有效性的评价可通过两方面来进行：一是通过实验室分析分离的纯度，二是通过产出后代的性比进行鉴定。实验室分析包括：精子样品的重分析、精子PCR和荧光原位朵交（FISH）。精子的样品重分析是指用流动细胞检索分离仪重新分析已分离的精了样品，与PCR法和FISH法相比，它更为简