21世纪中国的机遇和挑战:治疗性克隆、人类胚胎干细胞和相关胚胎生物技术的研究与开发

胚胎生物技术方兴未艾。转基因动物尤其是转基因小鼠是基础生物学和医学科学必不可少的研究模型,而利用转基因大动物(如牛羊猪)作为生物反应器在乳腺或者其他外泌性器官中表达药用蛋白如人凝血因子-8等,可以提供用于人类治疗的药物蛋白的新的更有效的生产方式,有数百种药物蛋白可以使用这个方法生产。粗略估计,全     

貉早期胚胎核仁分化的研究

研究哺乳动物的早期胚胎发育对于体外受精和胚胎移植等技术的应用具有重要意义.早期胚胎发育中核仁的分化,是胚胎细胞基因活动的重要标志.最早期的哺乳动物胚胎发育是受母本的mRNA和蛋白控制的,而胚胎发育到一定阶段才开始表达自身的基因.因而,胚胎的早期发育就是一个从母本基因向胚胎基因控制转变的过程,也即基因差次表达的过程.不同种动物胚胎基因起动的时间是不一致的,如小鼠发生在2细胞期,牛为8细胞期,绵羊为16细胞期,而人为8—16细胞阶段.在貉早期发育胚胎基因表达的时间,尚不清楚.     

山羊(Capra hircus)胚胎细胞经继代细胞核移植后其发育能力的研究

细胞核移植是研究细胞核和细胞质相互关系问题的最理想的方法之一.继代细胞核移植或称再克隆(recloning)可以了解同一胚胎分裂球或细胞经继代细胞核移植之后,它们全能性的功能是否有变化,如有变化,在第几代开始有变化,如没变化则能稳定几代.如果继代细胞核移植可行的话,将会成为获得大量基因型等同的无性繁殖系动物的理想方法.本文主要研究山羊胚胎的分裂球或细胞经继代核移植后仍具有全能性发育的可能性.本实验结果首先在国内外获得了一批继代核移植后的小羊羔.为我国优质家畜克隆动物的繁育奠定了理论和技术的基础.     

科学家成功培育出首个转基因人类胚胎

美国康奈尔大学一个研究小组宣布,他们成功培育出世界上第一个转基因（GM）人类胚胎,用以研究细胞和疾病的早期发展状况。胚胎在存活5天后被销毁。英国人工授精与胚胎管理局（HFEA）警告说,这种颇具争议的实验势必引起“严重的道德和公共利益问题。”《人类受精和胚胎学法案》规定,转基因胚胎仅能用于研究,禁止移植到子宫内。     

胚胎的智慧

生物的智慧是从什么时候开始的?最新研究认为,许多动物在出生之前就已拥有应对周围环境的某些能力。生命诞生之初胚胎的智慧令人叹为观止。     

胚胎干细胞,来自生之初的关怀

干细胞对于大多数人来说还是一个陌生的名词,从婴儿脐带血中提取干细胞治病更是闻所未闻。干细胞是尚未分化的细胞,它们能发育成为血液、肌肉、神经、心脏等不同器官,其中胚胎干细胞的分化潜力最强。成年动物体内也存在一些干细胞,如果能够分离培育干细胞并控制其发育方向,就可能制造各种健康的细胞、组织甚至器官用于移植手术,从根本上治疗多种目前不能治愈的疾病,如糖尿病、脊髓损伤、脑退化等。此外,干细胞还有增强人体免疫力、改变人类生存状态、延长人的寿命等潜能。     

陡山沱滞育卵囊中动物胚胎化石

中国科学院南京古生物所尹磊明等最近在早期胚胎化石研究方面取得重大进展，他们发现了迄今为止最早的动物休眠卵化石。该发现将动物的起源时间提前到6．32亿年以前，即动物在新元古代末期大冰期“雪球”结束之后就已经出现了，为目前最早的动物化石可靠记录。与以“瓮安生物群”为代表的动物化石年代相比，将动物的化石记录前推了5千万年。该研究证实了早期后生动物胚胎与其它许多真核生物一样，具有显刺状突起的休眠囊胞。这一发现不仅打开了另一个探讨早期动物胚胎化石的窗口，也为探讨全球埃迪卡拉纪早期地层出现的大型复杂疑源类’的生物属性及其分布拓开了新的思路。     

利用体细胞核移植技术生产转基因牛

通过电穿孔的方法, 将含有新霉素抗性(Neo^r)基因和增强绿色荧光蛋白(EGFP)基因的双标记选择载体导入胎牛输卵管上皮细胞, 获得了转基因细胞株. 以转基因细胞为核供体, 进行了牛的体细胞核移植. 重构胚胎424枚, 其中208枚体外发育至囊胚, 囊胚发育率为49.1%. 选择第7天转基因囊胚17枚移入17头同期发情的受体牛子宫角内, 共有5头受体牛妊娠, 妊娠率为29.4%. 经过正常的体内发育, 有3头转基因克隆牛出生, 产犊率为17.6%. PCR和Southern检测结果表明, 3头转基因克隆牛的基因组中都整合有外源目标基因. 并且, 绿色荧光蛋白在转基因克隆牛的耳部皮肤组织以及从耳部皮肤组织分离出的成纤维细胞中均有表达. 上述结果显示, 通过体细胞核移植技术可以有效生产转基因牛; 所构建的双标记选择载体可以有效筛选出转基因细胞和转基因克隆胚胎, 应用于转基因克隆动物的生产, 确保所培育的克隆动物均为转基因动物.     

寒武纪大爆发中的磷酸盐化胚胎化石

在扬子地台寒武纪最早期（梅树村期）发现的磷酸盐化保存的后生动物Ｏｌｉｖｏｉｄｅｓ具发育的不同阶段,从胚胎细胞分裂的囊胚期经可能的原肠胚期至胚胎的组织分化期最后直至幼体孵化。后生动物胚胎化石的研究为古生物学研究开辟了一个新领域－化石胚胎学,早期后生动物胚胎学研究对了解寒武纪大爆发中的生命的个体及系统发育有重要意义。     

来源于哺乳动物胚胎细胞和成体细胞的成活后代

哺乳动物卵母细胞受精后随之开始连续的分裂和分化，先是形成早期胚胎．然后形成构成成年动物的各种类型的细胞。将处于发育到某一特定阶段的单个细胞的核转入已去核的未受精的卵母细胞，这为观察细胞分化至该阶段是否涉及不可逆的遗传修饰提供了一个机会。首例由诱导进入静止期的已分化的胚胎细胞核移植发育而成的后代已经诞生。用同样的方法，我们在此报道来源于成体乳腺、胎羔和胚胎建立的三种新细胞群的成活羔羊的诞生。羔羊来源于成体细胞这一年实证实了，这种细胞的分化并未涉及发育所需的遗传物质的不可逆修饰、来源于已分化的胎羔细…     

转基因动物应用的巨大潜力

转移基因技术是近年来发展起来的一门新技术。它通过显微注射、电转移、病毒传染、胚胎干细胞移植等方法，能将外源基因导入动物细胞中，使之与动物细胞中的染色体发生重组，形成转基因动物。目前已获得转基因猪、转基因牛、转基因羊、转基因兔等多种转基因动物。它们在生产性能、抗病性、生产生物医学产品诸方面发挥了巨大作用，并为研究和征服人类遗传疾病提供模型。     

用精原干细胞移植技术制作转基因动物的研究前景

在生物科学、生物医学、畜牧业科学和生物反应器的研究中, 转基因动物是非常有用的工具. 然而, 最常用的制作转基因动物的方法, 如原核显微注射和核移植效率都非常低. 在最近10年中, 研究人员利用精原干细胞移植技术发明了一系列新方法. 其中的一些方法一旦与遗传修饰方法相结合, 就会形成一套制备转基因动物的新方法. 本文综述了与转基因动物制作相关的精原干细胞移植研究成果, 如精原干细胞移植技术、精原干细胞的冷冻保存方法、精原干细胞移植受体的准备、精原干细胞的长期增殖和传代培养、精原干细胞的遗传修饰及外源基因的遗传特性等, 描述了用精原干细胞移植技术制作转基因动物的一整套方法. 根据所用供体和受体的不同, 将这种新的转基因动物制作方法分为两类: 同种移植法和同体移植法. 这一研究领域的进展虽然迅速, 但是每一种方法仍然有潜在的困难有待于克服. 本文对这些新方法的优点和目前存在的问题进行了探讨.2     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

人类胚胎干细胞研究的有关资料

胚胎干细胞研究的突破胚胎干细胞 (ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍｃｅｌｌｓ,ＥＳ)是在胚胎发育早期———囊胚 (受精后约 5～ 7天 )中未分化的细胞。囊胚含有约 1 40个细胞 ,外表是一层扁平细胞 ,称“滋养层 (ｔｒｏｐｈｏｂｌａｓｔ)” ,可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称“囊胚腔” ,腔内一侧的细胞群称“内细胞群 (ｉｎｎｅｒｃｅｌｌｍａｓｓ)” ,这是一群具有全部分化能力的细胞 ,它们在胚胎发育的过程中 ,可以进一步分裂、分化 ,发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体的各种…     

新兴的基因制药产业

不久前,美国马塞诸塞州波士顿的金泽姆转基因公司宣布,它已开始建立一家制药农场,培养用于商业化药品生产的转基因山羊,这种山羊的奶中含有可治疗多种疾病(如癌症、心脑血管疾病等)的一种人体蛋白。这是美国第一家利用转基因牲畜奶进行商业性药品生产的农场。这个农场将饲养多达1000头转基因山羊。基因工程是50年代兴起的高技术。1971年,美国著名科学家、诺贝尔奖获得者保罗·伯格第一次成功地把两种不同的基因拼接在一起,使基因工程发展到基因重组的新阶段。此后基因重组技术取得了一个个丰硕的成果。1978年合成了人工胰岛素,1982年制成了人工干扰素,基因制药走上了产业化的道路。但是,目前的基因药物(如干扰素等)是通过基     

体细胞核移植生产绿色荧光蛋白转基因猪

体细胞核移植转基因动物制作路线是目前生产转基因家畜的最佳方法. 绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)转基因猪研究可以为转基因家猪育种、人类疾病模型和人类异种器官移植研究奠定良好的基础. 本研究对脂质体转染猪胎儿成纤维细胞的技术程序进行了筛选, 以绿色荧光蛋白基因转染后的阳性细胞作为体细胞核移植的核供体, 以体外成熟卵母细胞为核受体, 构建了绿色荧光蛋白转基因克隆猪胚胎, 并对重构胚在体外和体内发育情况以及绿色荧光蛋白表达情况进行了跟踪研究. 结果显示, 采用4.0 μL/mL脂质体转染试剂, 1.6 μg/mL质粒DNA, 转染6 h可以获得最佳的转染效果, 转染效率达3.61%; GFP转基因体细胞重构胚体外囊胚发育率为10%, GFP阳性胚胎率为48%; 重构胚移植于10头受体后, 有5头妊娠, 3头受体发育到期, 共出生克隆猪6头, 其中4头为GFP阳性, 经DNA检测确认为GFP转基因猪; 转基因克隆胚胎移植出生率为1.0%, 阳性个体出生率为0.7%. 结果表明, 脂质体转染试剂可以高效转染猪胎儿成纤维细胞, 获得的阳性细胞具有支持猪全程发育的潜能. 本研究对我国体细胞克隆转基因猪的研究具有重要的参考价值.     

抗小麦黄花叶病毒转基因小麦的获得及病毒诱导的基因沉默

利用Act1启动子和除草剂选择标记bar基因，构建了含有小麦黄花叶病毒外壳蛋白基因的植物表达载体，采用基因枪法导和小麦品系，经PCR和PCR－RFLP对转基因小麦T0代及T1代进行检测后，对阳性植株的后代株系（T2代）进行田间抗病性检测。结果表明，外源基因可以在后代中遗传，并且其中一个转基因株系的后代(P8-T2)对小麦黄花叶病毒呈现高度抗性，经Westernblot和RT－PCR检测发现，抗病转基因小麦体内外壳蛋白基因在病毒感染后的表达水平出现明显下降，认为所获得转基因小麦的抗性是由病毒诱导的基因沉默引起的。     

转基因动物研究进展

转基因动物是基因工程在家畜及实验动物方面的应用。这方面的研究从一开始便以改造动物及利用动物生产出数量较大、容易分离纯化的贵重产品等方面展现出很好的前景。十几年来转基因动物的操作技术有了许多创新,在医学应用领域已经从生产血液型药物、乳汁经物及生产人类疾病的模型动物等许多方面取得了重大进展,已逐步发挥出巨大的经济效益和社会效益。但是,目前该领域仍然存在不少亟待解决的问题。     

胚胎干细胞的研究与利用

小鼠胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ,ＥＳ ｃｅｌｌ）由小鼠囊胚期内细胞团（ｉｎｎｅｒ ｃｅｌｌ ｍａｓｓ）分离得到,具有在体外保持不分我限增殖能力;在胎鼠或成鼠体内胚胎干细胞可以分化形成各种细胞类型;在合适的增减条件下,胚胎干细胞可以定向诱经形成多种细胞类型。人们利用胚胎干细胞建立了多种细胞、组织的体外分化模型,发现并确定了一系列新的生物海性因子,并用于研究哺乳动物早期发育中细     

适用生物学新技术：摘自第九届国际生物学博览会纪要

一、转基因技术突飞猛进如果法律问题与技术进展同样顺利,将转基因(transgenic)动物制造的蛋白质应用于治疗将在1996或1998年很快变为现实,学术界和工业界研究人员认为,转移基因是适应治疗学要求发展最快的一项崭新技术,布赖克斯堡州立大学弗吉尼亚综合技术学院的威廉·魏兰德尔说,“在1983～1985年,研究人员就宣布,转基因动物可以培育;1988和1989年,我们重点转向家畜。现在已可以说,要求的蛋白质可以制造成