奶牛体细胞核移植胚胎产业化生产条件优化北大核心CSCD

通过优化高产奶牛体细胞克隆胚胎体外生产技术条件,制备高质量的奶牛克隆胚胎,旨在提高奶牛体细胞核移植产业化应用效率。就受体卵母细胞去核方法、不同年龄供体牛细胞来源、血清饥饿与否以及不同气相组成培养等条件对奶牛体细胞克隆胚胎生产效率的影响进行了研究和探讨。结果表明,虽然荧光染色辅助去核和盲吸法的去核率、囊胚发育率分别为100%、24.83%和92.44%、28.26%,两者之间无显著差异(P>0.05),但盲吸法操作简单、效率高;不同年龄来源供体牛的细胞系构建的克隆胚胎的囊胚发育率分别为31.43%、25.68%,两者之间没有显著差异(P>0.05);经血清饥饿和未饥饿供体细胞重构的克隆胚胎囊胚发育率分别为24%、29.9%,两者之间没有显著差(P>0.05);富氧和低氧气相培养的克隆胚胎的囊胚发育率分别为28.26%、31.55%,两者之间差异不显著(P>0.05),低氧气相组成更有利于囊胚的发育。根据上述结果,奶牛体细胞核移植胚胎(克隆胚胎)的产业化生产条件为:供体细胞无需进行同期饥饿处理,直接注入到盲吸去核后的受体卵子透明带下构建克隆胚胎,融合后的克隆胚胎在密封的混合三气(5%CO2-5%O2-90%N2)的气相组成下进行体外培养,能保持稳定的囊胚发育率。     

Leptin对陕北白绒山羊体细胞核移植的影响

Leptin的功能较为复杂,主要调控机体能量代谢。有研究表明Leptin在卵母细胞成熟及胚胎发育过程中也具有重要作用。本研究在卵母细胞体外成熟基础培养液中添加了不同浓度的Leptin,其中未添加Leptin的设为Ⅰ组,添加10ng/mL和50ng/mL Leptin的分别设为Ⅱ组和Ⅲ组。以陕北白绒山羊皮肤成纤维细胞为供体细胞,三组体外培养成熟的卵母细胞作为受体,利用显微操作方法对成熟卵母细胞进行去核操作,然后将供体细胞注射到卵周隙内,经电融合后形成体细胞克隆胚。根据卵母细胞体外成熟率、核移植效率以及克隆胚囊胚发育率分析Leptin在山羊核移植中的作用。结果表明Ⅰ组山羊卵母细胞体外成熟率和核移植效率显著高于其他两组(P<0.05),三组克隆囊胚发育率无显著差异(P>0.05)。Leptin降低了山羊卵母细胞体外成熟和核移植效率,对克隆胚发育能力无影响。     

牛-牛及山羊-牛克隆胚胎体外培养条件的优化

通过胞质内注射法将牛和山羊胎儿耳朵成纤维细胞分别注入去核牛卵母细胞中构建同种胚胎和异种胚胎。采用mCR2aa和mSOF分别培养,然后在mSOF中按不同培养时间添加8mg/mLBSA或者10?S,培养前3d和培养3d后添加的补充物质及次序为:(1)BSA FBS;(2)BSA BSA;(3)FBS BSA;(4)FBS FBS。根据培养胚胎的卵裂率、8/16-cell发育率、囊胚发育率及囊胚细胞数筛选出最好的培养方法。结果:(1)mSOF中培养同种胚胎和异种胚胎的卵裂率,8/16-cell发育率以及囊胚发育率均明显高于在mCR2aa中的培养结果(P<0.05)。(2)添加BSA FBS组的mSOF培养胚胎的卵裂率、8/16-cell发育率、囊胚发育率和囊胚细胞数同种依次为79.8%±7.1%、49.7%±3.5%、21.5%±1.8%和115.2±4.3,异种依次为40.1%±6.3%、29.2%±2.0%、13.4%±2.1%和100.1±3.0,均明显高于其他培养组(P<0.05)。结论:山羊-牛异种克隆胚胎可以用优化的牛胚胎培养体系进行培养。同种胚胎和异种胚胎的最佳培养方法均为前3d用mSOF BSA培养液,3d后用mSOF FBS培养液。     

山羊品种间体细胞核移植研究

萨能奶山羊是著名的奶用山羊品种,波尔山羊则是世界著名的肉用山羊品种.为了研究波尔山羊体细胞在奶山羊卵母细胞中的去分化,我们将成年波尔山羊的颗粒细胞或耳皮肤成纤维细胞作为供核细胞(试验组),移入奶山羊中Ⅱ期的去核卵母细胞透明带下,经电融合和离子霉素与6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)激活,直接移入同期发情奶山羊输卵管或经体内培养,将发育的重构胚移人同期发情羊子宫内.妊娠早期作B超诊断,确立妊娠的观察至足月.同时将奶山羊的35日龄胎儿成纤维细胞作供核细胞(对照组),按试验组同样方法处理,将重构胚直接移入同期发情的奶山羊输卵管内.结果试验组,波尔羊颗粒粒细胞与耳皮肤成纤维细胞的融合率分别为78.2%(115/147)、57.4%(116/202),重构胚卵裂率为85.8%(115/134),桑椹胚、囊胚的发育率38.8%(52/134),早期妊娠三头,分别于妊娠40、60、60日龄终止妊娠.对照组,融合率为89.5%(136/152),早期妊娠率为42.9%(6/14),四头受体足月分娩,产四头公羊羔,其中三头存活,一头分娩时死于肺不扩张,并体重过大,显示胎儿过大综合症.经基因型鉴定证实,这四头克隆羔羊均源于同一胎儿成纤维细胞系.以上结果表明,波尔羊体细胞核在奶山羊卵母细胞中能够去分化,并维持一定程度的发育.     

整合人lactoferrin基因的山羊体细胞支持核移植克隆胚的体外发育

克隆了人lactoferrin基因和山羊[[beta]]-casein基因5′端调控区, 构建了人lactoferrin的乳腺表达载体, 并将该载体利用脂质体介导转染了奶山羊胎儿成纤维细胞, 获得了稳定整合人lactoferrin基因的转基因体细胞克隆17个, 其中PCR和Southern Blot检测阳性的细胞克隆14个, 阳性率82.4%。以转基因体细胞为供体细胞进行了核移植, 获得了能够体外发育的山羊转基因克隆胚胎, 体内成熟卵母细胞来源的核移植囊胚率为64.8%, 体外成熟卵母细胞来源的核移植囊胚率为51.7%, 证明了山羊转基因体细胞能够支持克隆胚的进一步发育。     

牛体细胞核移植显微操作环节的优化

本研究从牛卵母细胞去核方法(纺锤体观测仪法&Hoechst33342染色法)、供体细胞核引入去核卵细胞质的方法(卵细胞质注射法和电融合法)和重构胚胎电融合(3组参数)等3个环节对牛体细胞核移植的显微操作过程及相关参数进行了筛选优化。以核移植胚胎的卵裂率、囊胚发育率作为检测指标,对不同的方法所获得的克隆胚胎的卵分裂率与囊胚发育率进行比较,最后筛选获得1个优化的牛体细胞核移植操作程序,即采用Spindle view系统对牛卵母细胞进行去核操作,将供核体细胞注射到卵周隙,然后通过电融合法将供体核引入去核卵细胞质(电融合参数为1.9kV/cm,脉冲时程10μs,方波2次间隔2s)。以此核移植程序进行牛体细胞核移植实验,自获得克隆胚胎中筛选80枚优质囊胚移植到33头受体牛子宫内,最后2头母牛产下2头克隆牛犊,结果表明利用该优化的显微操作环节进行牛体细胞核移植可以获得体细胞克隆牛犊。     

牛-牛及山羊-牛克隆胚胎体外培养条件的优化

通过胞质内注射法将牛和山羊胎儿耳朵成纤维细胞分别注入去核牛卵母细胞中构建同种胚胎和异种胚胎。采用mCR2aa和mSOF分别培养, 然后在mSOF中按不同培养时间添加8mg/mL BSA或者10%FBS,培养前3d和培养3d后添加的补充物质及次序为：(1)BSA+FBS;(2)BSA+BSA; (3)FBS+BSA;(4)FBS+FBS。根据培养胚胎的卵裂率、8/16-cell发育率、囊胚发育率及囊胚细胞数筛选出最好的培养方法。结果：(1)mSOF中培养同种胚胎和异种胚胎的卵裂率,8/16-cell发育率以及囊胚发育率均明显高于在mCR2aa中的培养结果（P<0.05 ）。(2)添加BSA+FBS组的mSOF培养胚胎的卵裂率、8/16-cell发育率、囊胚发育率和囊胚细胞数同种依次为79.8%±7.1%、49.7%±3.5%、21.5%±1.8%和115.2±4.3,异种依次为40.1%±6.3%、29.2%±2.0%、13.4%±2.1%和100.1±3.0,均明显高于其他培养组（P<0.05）。结论：山羊-牛异种克隆胚胎可以用优化的牛胚胎培养体系进行培养。同种胚胎和异种胚胎的最佳培养方法均为前3d用mSOF+BSA培养液,3d后用mSOF+FBS培养液。     

人-山羊异种核移植胚胎发育的初步研究

以体外分离培养的人胚胎成纤维细胞为核供体,经血清饥饿培养后,通过显微操作技术移入山羊去核卵母细胞中,采用化学方法激活重组胚.通过体外培养观察,2-细胞胚胎发育率可达51.33%,4-细胞发育率为31.42%,但发育至桑椹胚阶段的胚胎数目大大减少,仅为9.73%.虽然目前尚未能获得异种核移植囊胚,但实验结果说明山羊成熟卵母细胞可以支持人体细胞核完成重编程,人-山羊异种体细胞核移植重组胚可在体外完成其早期发育.     

山羊M II期卵母细胞胞质支持异种间克隆胚的着床前发育

研究去核山羊(Capra hircus)体内成熟的M II期卵母细胞与异种成年的哺乳动物(包括山羊、波尔山羊、牛、塔尔羊、熊猫)及人的成纤维细胞融合形成的体细胞核移植胚胎着床前的发育能力。结果显示这些异种体细胞核移植重构胚可以完成着床前发育, 并形成囊胚。种内体细胞核移植胚的融合率和囊胚发育率分别为78.67%(557/708)和56.29%(264/469); 亚种间或种间体细胞核移植胚的融合率和囊胚发育率分别为: 波尔山羊78.18%(541/692)、33.90%(40/118), 牛70.53%(146/207)、22.52%(25/111), 塔尔羊53.51%(61/114)、5.26%(3/570), 熊猫79.82%(1159/1452)、8.35%(75/898), 人68.76%(317/461)、5.41%(16/296)。由此结果得出以下结论: (1)山羊M II期卵母细胞胞质与供核细胞之间的亲缘性不影响两者的融合率; (2)山羊M II期卵母细胞的胞质能支持异种间体细胞核移植胚的着床前发育; (3)亲缘关系近的种间核移植胚的囊胚发育率高于亲缘关系远的种间核移植胚的。     

山羊M II期卵母细胞胞质支持异种间克隆胚的着床前发育

研究去核山羊(Capra hircus)体内成熟的M II期卵母细胞与异种成年的哺乳动物(包括山羊、波尔山羊、牛、塔尔羊、熊猫)及人的成纤维细胞融合形成的体细胞核移植胚胎着床前的发育能力。结果显示这些异种体细胞核移植重构胚可以完成着床前发育, 并形成囊胚。种内体细胞核移植胚的融合率和囊胚发育率分别为78.67%(557/708)和56.29%(264/469); 亚种间或种间体细胞核移植胚的融合率和囊胚发育率分别为: 波尔山羊78.18%(541/692)、33.90%(40/118), 牛70.53%(146/207)、22.52%(25/111), 塔尔羊53.51%(61/114)、5.26%(3/570), 熊猫79.82%(1159/1452)、8.35%(75/898), 人68.76%(317/461)、5.41%(16/296)。由此结果得出以下结论: (1)山羊M II期卵母细胞胞质与供核细胞之间的亲缘性不影响两者的融合率; (2)山羊M II期卵母细胞的胞质能支持异种间体细胞核移植胚的着床前发育; (3)亲缘关系近的种间核移植胚的囊胚发育率高于亲缘关系远的种间核移植胚的。