绵羊胎儿成纤维细胞不同处理对核移植重构胚发育的影响

研究供体细胞代数、大小、周期以及基因转染处理对重构胚发育的影响. 结果如下: (i)体外培养5~7代细胞做供体核, 重构胚的桑椹/囊胚率显著高于16~18代细胞的桑椹/囊胚率(17.3% vs. 4.9%, P < 0.05); (ii) 15~25 μm细胞做供体核, 重构胚的桑椹/囊胚率为20.0%, 高于8~15 mm细胞、25~33 μm细胞桑椹/囊胚率(8.0%, 9.7%), 但效果不显著(P > 0.05); (iii) 血清饥饿与非血清饥饿的细胞做供体核, 重构胚的桑椹/囊胚发育率没有显著性差异(11.8% vs. 18.6%, P > 0.05), 但非血清饥饿的效果要好于血清饥饿; (iv) 用0.05 μmol/L秋水仙素处理供体细胞效果最好, 重构胚的桑椹/囊胚率可达27.5%, 而未处理或用0.1 μmol/L秋水仙素处理供体细胞, 重构胚的桑椹/囊胚率分别为17.1%和12.1%, 但三者之间差异不显著(P > 0.05); (v) 以转染绿色荧光蛋白基因(GFP)细胞做供体核, 重构胚的桑椹/囊胚率显著低于非转基因细胞做供体核的桑椹/囊胚率(3.1% vs. 20.4%, P < 0.05). 上述结果表明, 传代少、中等大小的细胞更适合做供体核; 血清饥饿没有必要; 用0.05 μmol/L秋水仙素处理供体细胞有利于重构胚的发育; 转基因供体细胞对重构胚发育有影响.     

供体细胞类型对体细胞克隆牛生产效率的影响

建立了中国红系冀南黄牛颗粒细胞系(YGR)、Holstein奶牛颗粒细胞系(HGR)、Holstein奶牛不同个体的成年成纤维细胞系(AFB)以及Holstein奶牛同一个体的胎儿成纤维细胞系(FFB)和胎儿输卵管上皮细胞系(FOV). 以上述不同类型的体细胞为核供体, 进行了体细胞核移植, 共成功培育出12头体细胞克隆牛. 比较了不同类型供体细胞的重构胚的发育潜能, 结果表明: (ⅰ) YGR和HGR的重构胚的囊胚发育率(33.2% vs 35.1%)无显著差异(P > 0.05), 妊娠率分别为33.3%和30.2%, 产犊率分别为16.7%和11.6%; (ⅱ) Holstein奶牛不同个体AFB的重构胚的囊胚发育率(27.9% vs 39.4%)差异显著(P < 0.05), 妊娠率分别为36.2%和36.4%, 产犊率分别为14.9%和27.3%; (ⅲ) Holstein奶牛同一个体的FFB和FOV的重构胚的囊胚发育率(37.9% vs 41.5%)差异显著(P < 0.05), 妊娠率分别为45.7%和24.1%, 产犊率分别为22.9%和10.3%. 综合比较Holstein奶牛的4种体细胞(HGR, AFB, FFB和FOV)的重构胚的发育情况, 结果显示: 在体外发育阶段, FOV的重组胚的囊胚发育率(41.5%)最高, FFB (37.9%)和HGR (35.1%)次之, AFB(29.4%)最低, 三者之间差异显著(P < 0.05). 在体内发育阶段, 4种供体细胞克隆胚胎的妊娠率分别为30.2%, 36.2%, 45.7%和24.1%, 产犊率分别为11.6%, 17.2%, 22.9%和10.3%.     

不同供体细胞及其处理对猪核移植重构胚体外发育的影响

系统探讨了体细胞的组织来源及培养代数对猪核移植重构胚发育的影响。体外成熟培养40~44 h的猪卵母细胞去核后, 将经血清饥饿(0.5%FBS)培养2~9天、0.1 mg/L Aphidicolin(APD)培养+0.5% FBS培养2~9天或一般培养法(10% FBS)培养的卵丘细胞、颗粒细胞、输卵管上皮细胞和耳皮成纤维细胞, 直接注射到去核的卵母细胞质中, 或注射到卵周隙中, 再经电融合(100 V/mm, 30 [mu]s, 电脉冲1次)构建重构胚。重构胚以钙离子载体A23817 或电脉冲结合6-DMAP 激活处理, 体外培养6天。耳皮成纤维细胞和颗粒细胞经0.1 mg/L APD + 0.5% FBS培养处理后的重组胚卵裂率, 均高于血清饥饿和一般培养处理的同种供体细胞(P<0.01)。卵丘细胞、颗粒细胞经0.1 mg/L APD + 0.5% FBS处理后进行核移植的分裂率和发育率均高于输卵管上皮细胞和耳皮成纤维细胞(P<0.05)。以猪颗粒细胞为核供体时, 电融合法的重构胚分裂率显著高于胞质内注入法(P<0.05), 但囊胚发育率无显著差异(P>0.05)。培养3代和6代的猪颗粒细胞以及培养6代和10代的耳皮成纤维细胞, 其具有正常二倍染色体的细胞比例均无显著差异(P>0.05); 以这2种细胞不同培养代数做供体进行核移植时, 各代之间核移胚的体外分裂率、囊胚发育率无显著差异(P>0.05)。这些结果表明: (1) 猪耳皮成纤维细胞和颗粒细胞经培养传代所建立起来的细胞系相对比较稳定; (2) 0.1 mg/L APD预培养处理供体细胞能提高猪体细胞核移植的效果, 血清饥饿培养则无明显效果; (3) 猪颗粒细胞和耳皮成纤维细胞等均可做供核细胞, 核移植后都能得到体细胞克隆的囊胚, 但前者的效果略优于后者, 且其核移植效果不受供核细胞培养代数的影响; (4) 电融合核移植胚胎的发育率高于胞质内直接注入法, 但两者的总体效率相近。     

转人t-PA指形区缺失基因的山羊体细胞核移植及其继代核移植

为了探索转基因体细胞核经连续核移植后的发育潜力,以转人组织型纤溶酶原激活剂（t-PA）指形区缺失基因的山羊胎儿成纤维细胞为核供体, MII期的卵母细胞质为核受体,利用胞质内注射法构建原代核移胚胎(G0),并进行了原代核移植胚胎的继代核移植研究。比较原代和继代核移植胚胎在体外发育能力上的差异;在G1 、G2代核移植试验过程中,比较了供体胚胎细胞的发育阶段对核移植胚胎体外发育的影响。结果表明,原代核移植胚胎的卵裂率(76.45%±1.17%)与继代核移植胚胎的卵裂率(72.18%±1.97%,76.05%±2.38%,75.99%±2.84%)无显著性差异(P>0.05)。但原代核移植胚胎的桑葚胚率(47.20%±2.93%)、囊胚率(11.00%±1.42%)显著高于G₁、G₂、G₃代核核移植胚胎的桑葚胚率(34.99%±2.66%,28.23%±2.00%,23.34%±1.99%)、囊胚率(3.87%±0.67%,2.08%±1.66%,0);在G₁、G₂中,当用16-细胞期核移植胚胎作为核供体时的桑葚胚率(29.57%±1.53%, 24.43%±1.87%)、囊胚率(1.96%±1.31%, 2.01%±1.34%)低于用32～64-细胞时期的核移植胚胎的桑葚胚率(34.32%±1.31%, 29.76%±1.66%)、囊胚率(3.86%±1.03%, 3.48%±0.34%),但无显著性差异 (P>0.05)。由此得出结论：转基因体细胞核移植胚胎不宜进行多代克隆;胞质内注射法构建核移植胚胎,用32～64-细胞期的胚胎作为核供体构建的核移植胚胎的体外发育率高于用16-细胞期的胚胎作为核供体构建的核移植胚胎的体外发育率。     

利用体细胞核移植技术制作人胰岛素原转基因牛

通过体细胞核移植技术制作了人胰岛素原转基因牛。在CMV启动子指导下以内部核糖体进入位点序列（IRES）连接的新霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因组成了双重标记基因的筛选系统，用于转基因细胞的富集以及细胞和植入前胚胎的筛选。转基因通过电穿孔的方法（900 V/cm, 5 ms）转入体外培养的牛胎儿成纤维细胞，基因转染细胞在添加G418(800 μg/mL) 的培养基中培养10天以富集转基因细胞。选择表达绿色荧光蛋白的转基因细胞作为核供体进行体细胞核移植，重构胚经体外培养至囊胚阶段，选择表达绿色荧光蛋白的囊胚进行胚胎移植。为比较基因转染以及供体细胞所处周期对转基因细胞核移植胚胎发育的影响，用作核移植供体的转基因细胞或非转基因细胞先饥饿培养2—4天(0.5% FBS)，然后恢复培养(10% FBS)10?h使细胞同步化于G1期，以正常培养的细胞作为对照进行核移植。 结果表明，转基因细胞作为核供体得到的核移植胚胎的体外囊胚发育率低于以非转基因细胞为核供体的对照组(23.2% VS 35.2%, P<0.05)；转基因细胞周期同步化处理与否对其克隆胚囊胚发育率无显著影响（23.2% VS 18.9%, P>0.05）。胚胎移植后2个月直肠检查发现7头受体牛（每头移植2—4枚胚胎）中有一头妊娠，并最终发育足月产下一头小牛。聚合酶链反应（PCR）检测和DNA测序分析表明其为转人胰岛素原基因的转基因克隆牛。     

以不同类型的转基因细胞为核供体生产牛的转基因克隆胚胎

利用所构建的含新霉素抗性(Neo^r)基因和绿色荧光蛋白(GFP)基因的双标记选择载体, 通过电穿孔的方法, 分别转染了牛胎儿成纤维细胞、胎儿输卵管上皮细胞、胎儿卵巢上皮细胞、颗粒细胞, 经过800 μg/mL的G418筛选14 d后, 均获得了阳性细胞株. 分别以未转基因牛颗粒细胞和4种细胞系的转基因细胞为核供体, 进行了牛的体细胞核移植. 结果表明: (ⅰ) 转基因与未转基因牛颗粒细胞的重组胚的囊胚发育率(44.6% vs 42.8%)、移植妊娠率(19% vs 25%)差异不显著(P＞0.05); (ⅱ) 比较4种类型转基因细胞的重组胚的囊胚发育率, 发现胎儿输卵管上皮细胞(49.1%)和颗粒细胞(44.6%)最高, 牛胎儿成纤维细胞(37.2%)次之, 胎儿卵巢上皮细胞的重组胚囊胚发育率(22.5%)最低, 三者之间差异显著(P＜0.05). 以上结果显示, 供体细胞的转基因与否对牛克隆胚胎的体外和体内早期发育影响不明显; 通过体细胞核移植技术, 牛胎儿输卵管上皮细胞和颗粒细胞可以有效地生产牛转基因囊胚, 并且绿色荧光蛋白作为一种无毒性作用的筛选标记, 可用于转基因胚胎的筛选.     

利用体细胞核移植技术生产表达绿色荧光蛋白的猪转基因克隆胚胎

以转染了质粒pEGFP-N1的猪胎儿成纤维细胞与体外成熟(in vitro maturation, IVM)的猪卵母细胞构建克隆胚, 比较了细胞转染后G418筛选与否, 卵母细胞IVM持续时间及IVM时氧分压高低对克隆胚早期发育的影响. 结果如下: (ⅰ) G418连续筛选10天所得转GFP细胞的克隆胚卵裂率显著低于非筛选组(47.5% vs. 71.6%, P<0.05), 而囊胚率差异不显著(10% vs. 10.4%, P>0.05); (ⅱ) 相比于36 h IVM, 延长IVM时间至 42 h卵母细胞的核成熟明显改善(83.6% vs. 96.7%, P<0.05); 另外, 虽然IVM 42 h也使得克隆胚卵裂率(59.3% vs. 73.6%)及囊胚率(9. 3% vs. 13.2%)都略有提高, 但效果不显著 (P>0.05); (ⅲ) 7%氧IVM 42 h 的卵母细胞与20%氧处理组相比, 克隆胚的卵裂率(70.6% vs. 67.1%)以及囊胚率(11.8% vs. 12.3%)差异都不明显(P>0.05). 上述结果显示: (ⅰ) G418筛选对转绿色荧光蛋白基因(GFP)克隆胚卵裂不利; (ⅱ) IVM 36和42 h的卵母细胞对克隆胚早期发育影响不明显, 但IVM 42 h有利于核成熟, 因此构建克隆胚时仍以IVM 42 h的卵母细胞为宜; (ⅲ) 低氧对猪转GFP克隆胚早期发育无明显促进作用.     

转人t-PA指形区缺失基因的山羊体细胞核移植及其继代核移植

为了探索转基因体细胞核经连续核移植后的发育潜力,以转人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)指形区缺失基因的山羊胎儿成纤维细胞为核供体,MII期的卵母细胞质为核受体,利用胞质内注射法构建原代核移胚胎(G0),并进行了原代核移植胚胎的继代核移植研究。比较原代和继代核移植胚胎在体外发育能力上的差异;在G1、G2代核移植试验过程中,比较了供体胚胎细胞的发育阶段对核移植胚胎体外发育的影响。结果表明,原代核移植胚胎的卵裂率(76.45%±1.17%)与继代核移植胚胎的卵裂率(72.18%±1.97%,76.05%±2.38%,75.99%±2.84%)无显著性差异(P>0.05)。但原代核移植胚胎的桑葚胚率(47.20%±2.93%)、囊胚率(11.00%±1.42%)显著高于G1、G2、G3代核核移植胚胎的桑葚胚率(34.99%±2.66%,28.23%±2.00%,23.34%±1.99%)、囊胚率(3.87%±0.67%,2.08%±1.66%,0);在G1、G2中,当用16-细胞期核移植胚胎作为核供体时的桑葚胚率(29.57%±1.53%,24.43%±1.87%)、囊胚率(1.96%±1.31%,2.01%±1.34%)低于用32~64-细胞时期的核移植胚胎的桑葚胚率(34.32%±1.31%,29.76%±1.66%)、囊胚率(3.86%±1.03%,3.48%±0.34%),但无显著性差异(P>0.05)。由此得出结论:转基因体细胞核移植胚胎不宜进行多代克隆;胞质内注射法构建核移植胚胎,用32~64-细胞期的胚胎作为核供体构建的核移植胚胎的体外发育率高于用16-细胞期的胚胎作为核供体构建的核移植胚胎的体外发育率。     

不同方法处理供核细胞对细胞周期和重构胚发育的影响

利用流式细胞仪和细胞染色体核型分析技术,比较奶牛的转基因体细胞和正常细胞经血清饥饿、抑制培养周期同步化处理后的G0/G1期细胞比例;并将同步化处理的核供体细胞进行核移植,然后统计囊胚发育率.结果表明,血清饥饿和抑制培养均能获得较高比例的G0/G1期细胞,两组间差异不显著(P>0.05),但均显著高于未处理对照组(P<0.05);血清饥饿组的囊胚率显著高于抑制培养组和非处理对照组(P<0.05);但细胞同步化处理6 d后细胞染色体核型异常率增加.因此,要获得正常核型的G0/G1核移植供体细胞和较高的囊胚率,同步化处理时间以不超过4 d为宜.     

利用体细胞核移植技术制作人胰岛素原转基因牛 （英文）

通过体细胞核移植技术制作了人胰岛素原转基因牛。在CMV启动子指导下以内部核糖体进入位点序列(IRES)连接的新霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因组成了双重标记基因的筛选系统,用于转基因细胞的富集以及细胞和植入前胚胎的筛选。转基因通过电穿孔的方法(900V/cm,5ms)转入体外培养的牛胎儿成纤维细胞,基因转染细胞在添加G418 (800μg/mL)的培养基中培养10天以富集转基因细胞。选择表达绿色荧光蛋白的转基因细胞作为核供体进行体细胞核移植,重构胚经体外培养至囊胚阶段,选择表达绿色荧光蛋白的囊胚进行胚胎移植。为比较基因转染以及供体细胞所处周期对转基因细胞核移植胚胎发育的影响,用作核移植供体的转基因细胞或非转基因细胞先饥饿培养2—4天(0.5 ?S) ,然后恢复培养(10?S) 10 h使细胞同步化于G1期,以正常培养的细胞作为对照进行核移植。结果表明,转基因细胞作为核供体得到的核移植胚胎的体外囊胚发育率低于以非转基因细胞为核供体的对照组(23.2% VS 35.2 %,P<0.05) ;转基因细胞周期同步化处理与否对其克隆胚囊胚发育率无显著影响(23.2% VS 18.9 %,P>0.05)。胚胎移植后2个月直肠检查发现7头受体牛(每头移植2—4枚胚胎)中有一头妊娠,并最终发育足月产下一头小牛。聚合酶链反应(PCR)检测和DNA测序分析表明其为转人胰岛素原基因的转基因克隆牛。