动物胚胎工程技术的研究进展及展望

动物胚胎工程技术的研究进展及展望

王凤阁

山西医科大学基础医学院生物制药专业山西省太原市030001

摘要：动物胚胎工程是用人工的方法对动物卵母细胞或胚胎进行改造的技术，在育种中可使优良的种质特性和遗传潜力得到充分的发挥，是家畜繁殖领域的一次技术革命。本文综述了动物胚胎工程包含的技术及研究进展，并对胚胎工程技术发展前景进行了展望。

关键词：胚胎工程；技术；研究进展

动物胚胎工程是用人工的方法对动物卵母细胞或胚胎进行改造的技术，包含胚胎移植、排卵控制、胚胎冷冻保存、体外受精与显微受精、胚胎分割与胚胎嵌合、胚胎性别控制、胚胎干细胞、动物克隆等技术[1]。这些技术的出现不仅大大扩展胚胎移植的研究领域，而且促进畜牧业、医药卫生行业发展，具有重大理论意义。

1胚胎移植技术

哺乳动物的胚胎移植始于1890年，当时英国剑桥大学Heape首次获得兔受精卵移植的成功。Heape的成功，第一次证实了受精卵在寄主体内发育的可能性，从而奠定胚胎移植的生理学基础和原则。

2排卵控制

排卵控制分为排卵时间控制和排卵数量的控制。控制排卵时间的目的是得到特定发育阶段卵母细胞，如做微注射转基因使用的原核胚。排卵数量的控制又称为超数排卵，是为了获得更多的卵子。目前在控制排卵中常用的激素有FSH、LH、PMSG、HCG等[3]。

3胚胎冷冻保存

胚胎冷冻是对胚胎采取一定保护措施和降温程序，使之在-196℃条件下细胞内一切新陈代谢过程中的化学反应被抑制从而处于一种“停滞”状态，但又不失去升温后恢复代谢的能力，从而能够得到长期保存的一种生物技术[4]。

玻璃化冷冻技术作为一种新发展起来的生物技术，具有许多潜在的应用价值。而应用此项技术进行卵母细胞冷冻保存，可将优良品种动物废弃卵巢中的大量卵母细胞保存起来，向建立“精子库”和“胚胎库”那样建立“卵子库”，为体外受精、核移植、转基因等各种胚胎生物技术的开展提供充足的材料，并解除了时间和空间上的限制；而且可以为珍稀动物、濒危动物的遗传资源的保存提供可能。

5胚胎分割和嵌合

5.1胚胎分割

胚胎分割是采用显微手术的方法，将早期胚胎一分为二，一分为四或更多次的分割，再（或经过体外培养后）移回受体妊娠产仔，是动物克隆的一种[8]。

1968年Mular首次进行家兔胚胎二分割，并获得成功。1981年Willadsen首次报道同胚三羔和同胚四羔绵羊，同年又得到同胚双犊和同胚三犊。迄今，胚胎分割技术已在小鼠、家兔、山羊等动物实验成功。一枚胚胎经分割可以得到两个或两个以上的后代，这在加速良种繁殖方面具有重要的生产应用价值，可以提高家畜优良品种的推广速度，避免奶牛胚胎移植中的异性孪生。

5.2胚胎嵌合

胚胎嵌合体的产生主要利用显微操作技术，将同种或异种胚胎的卵裂球分离出来，装入同一个透明袋中，或将同种或异种动物的半胚融合在一起，或将一枚胚胎的内细胞团注入另一胚胎的囊胚腔中，经体外培养后移入受体。这对于研究种间妊娠中母—胎之间的相互作用、妊娠中的免疫识别有重要意义。Mintz（1965）第一次得到了存活至成年的正常嵌合小鼠，1970年以来相继获得了小鼠、大鼠、兔的嵌合体[3]。

6胚胎性别控制

家畜的性别与其生产性能密切相关，如奶牛。通过对胚胎进行有效的性别控制。可大大降低繁殖成本，提高繁殖生产性能[9]。性别控制的方法主要分为受精前的控制（X精子与Y精子的分离）；与受精后的控制（早期胚胎的性别鉴定）。在家畜生产实践中，较为理想的方法是先分离X、Y精子，然后再根据需求进行人工授精，从而得到所需性别的后代[10]。性别控制技术对于家畜生产具有重大意义，在生产中能够增加所需性别的动物，提高家畜生产的经济效益，特别是对奶牛产业起着重要的推动作用。此技术还可以通过控制后代的性别，从而避免异性胚胎移植导致的孪生不育现象；同时对预防伴性遗传疾病也起着举足轻重的作用。

7胚胎干细胞

胚胎干细胞（ES细胞）的研究萌芽于畸胎瘤干细胞或胚胎癌细胞。我国在ES细胞方面的综合性研究起步较晚，但发展迅速。首先，在ES细胞的基础研究方面很有成效，尚克刚（1989，1993，1994）、丛笑倩等（1990）分别建立了小鼠的ES细胞系。

8动物胚胎克隆

胚胎克隆即采用专门的方法和技术建立的无性繁殖系，以获得具遗传同质性动物（克隆动物）的过程。该技术是将早期胚胎细胞的细胞核或原裂球，通过融合、激活和体外培养等方法，移植到去核卵母细胞中，构成新合子，然后移植给受体。此生物技术获得的后代将与核供体基因型相同。动物克隆技术突破了传统的有性繁殖理论，该技术的应用可避免有性繁殖带来的遗传核漂变，完整地、原样地复制后代，对遗传资源的保护、优良个体的扩群有特殊意义。

9展望

综上所述，近年来胚胎工程在动物繁殖、育种及解决人类疾病的应用基础研究方面取得了长足的进步，在控制动物生产力方面发挥着越来越大的作用。但应该指出的是，一方面胚胎工程在我国动物生产中所具有的更大潜力以及它与常规技术间的关系等问题还有待进一步的认识，另一方面若干技术本身目前仍处在研究阶段，还未达到商业化生产程度。

参考文献：

[1]刘永辉，韩宗元.动物胚胎生物工程的简介[J].养殖技术顾问，2011（02）：34.

[2]刘微子.简述胚胎工程技术的发展历程及应用[J].科学与信息化，2018，（2）：190-191.

[3]牛华锋，张振仓，张君慧.动物胚胎工程技术研究进展[J].畜牧兽医杂志，2005（06）：26-28.

[4]胡玲玲.哺乳动物胚胎冷冻保存技术研究进展[J].兽医导刊，2018，（14）：214.

[5]邵智骅，葛善勇，江喜春.动物胚胎冷冻保存技术的研究进展[J].安徽农学通报（上半月刊），2011，17（01）：61-63.

[6]彭露.胚胎工程技术在动物育种中的应用[J].湖南畜牧兽医，2018（01）：48-51.

[7]李军锋，张家骅.显微受精研究进展[J].动物医学进展，2001（01）：38-40.