A Study of Factors Affecting the Efficiency of Electrofusion of Enucleated Eggs and Cells-Donors of Nuclei

We studied the capacity of rabbit oocytes for electrofusion with morula blastomeres and fetal fibroblasts. The morula blastomeres fused with aging ooplasts more readily than the fetal fibroblasts: 92.9 versus 63.0%, p < 0.001. The fetal fibroblasts fused with young enucleated oocytes more efficiently than with the aging ones: 98.4 versus 63.0%, p < 0.001. Serum starvation of the fetal fibroblasts in DMEM medium for 7–14 days reduced their capacity for fusion with young ooplasts, as compared to that after starvation for 0–4 days: 67.2 versus 98.9%, p < 0.01). The increased time of starvation in an impoverished medium reduced the capacity of fetal fibroblasts with aging ooplasts as compared to the fibroblasts cultivated in the full medium and in the impoverished medium for one or two days: 64.5 versus 37.4%, p < 0.01. Hence, the efficiency of the fusion of the oocytes with nuclear donor cells depends on the age of the recipient oocyte, the origin of nuclear donor cells, and the conditions of cultivation.     

哺乳动物核质重组胚后成性重序的机制

研究表明,供体核不完全或者不正确的后成性重序可能是核移植失败的主要原因。本篇文章综述了哺乳动物核质重组胚中存在的几种不同的后成性重序机制,包括DNA甲基化、染色质重构、基因组印记与X染色体失活、端粒维持以及其他后成性遗传机制。理解重组胚后成性重序的机制将有助于我们解决核移植技术中存在的问题,进而促进它的应用。     

Cloning of Mammals

A review of the development of the method of nuclear transplantation and cloning of animals with the use of nuclei of embryonic and adult cells is presented. We also present the results of studies of nuclear remodeling and reprogramming in the reconstructed oocyte and of cytoplasmic factors that control these processes.     

兔植入前移核胚中发育相关基因的差异表达分析

与早期胚胎发育相关的一些重要基因异常表达致使克隆胚细胞核的再程序化过程受阻,是导致动物克隆失败的重要原因.为了分离鉴定再程序化相关基因,我们改进了mRNA差异显示技术,成功地建立了单胚差示技术体系.以不同发育时期的兔克隆胚（MⅡ卵、2细胞、4细胞、8～16细胞克隆胚胎）为材料进行单胚差示, 分离了80个差异片段.经反向RNA印迹验证、亚克隆、序列分析及NCBI GenBank数据库检索, 结果表明：A028片段与CstF3基因有93％的同源性, 在早期胚胎发育过程中的表达有阶段特异性, 该基因在兔克隆胚的早期发育过程中起重要作用.RNA印迹显示：该基因在所检测的组织中,只在卵巢中有表达.这项研究为再程序化相关基因全长的克隆及功能研究奠定了良好的基础.     

兔移核重构胚再程序化相关基因片段的分离与鉴定

用单个植入前胚胎mRNA差别显示方法（Single Preimplantation Embryonic mRNA Differential Display Reverse Polymerase Reaction,SPEDDRTPCR）,以家兔移核重构发育至2细胞、8细胞时期的胚胎及囊胚作为起始材料。研究家兔移核重构胚再程序化相关基因的表达。获得了25个与再程序化相关的基因片段,完成了对所有片段的克隆、序列分析,其中5个反向Northern证实的片段在从MⅡ到囊胚的发育阶段中呈现特异性表达的特点。这项研究为再程序化相关基因全长的分离以及功能研究奠定了良好的基础。     

家兔供体细胞的发育周期与重构胚发育的关系

采用血清饥饿法处理体外培养的兔子胎儿成纤维细胞,并将其作为供体细胞移入去核卵母细胞内构建重构胚胎。检查供体细胞的细胞周期对重构胚的融合率、分裂率和着床率的影响。实验结果表明：培养基中血清含量在0．5％的情况下,G0／G1期的细胞比例由正常培养条件下(培乔液中含有10％FCS)的73．2％明显地增加到86％以上。饥饿1～3天的细胞作为供体细胞构建重构胚时,可明显提高重构胚的融合率,但是不同的饥饿时间其融合率并无显著的差异。饥饿处理可明显增加重构胚的分裂率,以饥饿处理3天为最佳。     

小鼠母源因子对早期胚胎发育的影响

在脊椎动物中发育过程中,卵母细胞要经历MII期停滞、受精、早期胚胎发育的启动、胚胎基因组的转录激活、并指导完成个体的发育过程。同时,核移植过程中,分化的细胞核在去核的卵母细胞中能够重编程到胚胎早期的状态并能完成个体的发育过程。在这些发育过程中母源因子都发挥了极其的重要作用。在小鼠胚胎发育研究中发现,小鼠的基因组激活发生在2细胞期,这一时期标志着合子的发育由卵母细胞控制向胚胎控制的过渡,期间发生一系列复杂的生化过程。体外培养的小鼠的胚胎的发育阻断也易发生的2细胞时期。因此对卵母细胞及早期胚胎母源因子的研究,将有利于了解早期体外培养胚胎和克隆胚胎发育失败的原因,为提高体外培养和克隆胚胎发育的成功率提供理论的基础。     

培养基中能量底物对猪胚胎发育的影响

旨在探讨丙酮酸和乳酸对猪(Susscrofa)胚胎早期发育的影响,将NCSU-23培养基中的5.56mmol/L葡萄糖替换为0.2mmol/L丙酮酸、5.7mmol/L乳酸,并将此培养基命名为mNCSU-23。根据实验设计,孤雌胚及核移植胚转移到mNCSU-23或NCSU-23中培养。激活第2天统计孤雌胚及核移植胚中的5～8细胞胚胎数。激活第6天统计孤雌胚及核移植胚囊胚形成率及囊胚细胞数。实验结果表明,mNCSU/NCSU处理组的5～8细胞胚胎数及囊胚数显著高于对照组(P0.05);单纯使用mNCSU培养猪胚胎时,囊胚率最低,发育结果最差(P0.05)。本研究证实,在体外培养前两天,用乳酸和丙酮酸代替培养基中的葡萄糖对胚胎发育有利。     

人-兔异种核移植构建克隆胚的实验研究

“治疗性克隆”是人类最关注的课题之一,而人体细胞核移植是治疗性克隆的基础和前提。异种核移植的方法虽已被引入人体细胞克隆胚的构建,但供体细胞的类型、培养代数及准备方法与其效率之间的关系尚有待探讨。本实验以不同培养代数和不同准备方法的人卵丘细胞、皮肤成纤维细胞和软骨细胞为供体构建了克隆胚,对其发育情况的比较表明,以卵丘细胞为供体时重构胚的体外发育率高于其余二者,差异显著（P〈0．05）;不同培养代数的成纤维细胞克隆胚和不同冷藏天数供体细胞克隆胚体外发育率无明显差异。此外,本实验还尝试用荧光原位杂交法检测所构建的异种克隆胚核遗传物质的来源,结果显示来自人体细胞。本研究表明,人一兔异种核移植构建克隆胚切实可行;体细胞的类型与核移植效率相关;供体细胞的体外培养传代对克隆胚的发育并无影响;而冷藏是一种简便有效的供体细胞准备方法;此外,用FISH方法对重构胚进行核遗传物质的鉴定切实可行。     

牛体细胞克隆胚胎类ES细胞集落的筛选及其核移植

对第7d的牛体细胞克隆囊胚进行体外增殖培养,分离筛选类ES细胞,并对其进行了传代培养,接种在饲养层上的体细胞克隆囊胚细胞,在传代的24h内增殖形成小集落,2～3d有雀巢状的集落出现,筛选形态相同的细胞集落进行传代培养,4～5代后,皿底出现多个大小不等的多细胞单层集落,将传4～5代的细胞集落接种到无饲养层的4孔培养皿中培养,24h出现多细胞单层集落,4～7d长满皿底,并形成上皮样细胞,呈网状,将其作为核供体细胞进行核移植实验。结果有80%（40/50）核-质融合的移核重构胚发生卵裂,5%（2/40）发育至桑椹胚期,2.5%（1/40）发育至囊胚期,92.5%（37/40）停止在2～4细胞期,结果表明：采用牛体细胞克隆胚胎的类ES细胞进行核移植,具发育形成早期胚胎的潜能。     

初次卵裂时间是猪克隆胚胎发育潜能的重要标识

初次卵裂时间与哺乳动物胚胎发育潜能有关．比较了不同初次卵裂时间(20～24 h,早期;25～36 h,中期;37～48 h,晚期;20～48 h,对照)的猪孤雌(parthenogenetic,PA)、体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)胚胎的囊胚发育率、扩张囊胚发育率和囊胚细胞数,评价其体外发育能力．发现早期卵裂的PA胚胎发育到第6天的囊胚发育率显著高于中期、晚期以及对照组(P < 0.05;54.0% vs. 19.6%,5.4%,18.7%)．扩张囊胚发育率,早裂胚胎同样优于其他组．早期卵裂的SCNT胚胎发育到第6天的囊胚比率高于中期卵裂胚胎(32.2% vs. 23.5%),而晚期卵裂胚胎发育到囊胚的比率最低(6.3%)．早期卵裂的SCNT胚胎发育到第6天的扩张囊胚比率显著高于其余各组 (P < 0.05;18.9% vs. 5.9%、3.1%、7.4%)．囊胚细胞数在早期、中期、晚期三组之间表现出下降趋势．将早期卵裂的SCNT胚胎与未经挑选的对照组胚胎分别进行移植,观察其体内发育能力．移植早裂SCNT胚胎的受体在产仔数和克隆效率上均明显高于未经挑选胚胎的受体(4.7 vs. 2.1;3.9% vs. 0.9%),说明早裂胚胎着床后具有更强的发育能力．以上结果表明：初次卵裂时间可以作为猪克隆胚胎发育潜能的重要标识,选择早裂的胚胎进行移植,有助于提高克隆效率．     

体细胞来源及培养代数对核移植重构胚发育的影响

为探讨体细胞来源及培养代数对核移植重构胚发育的影响,实验采用电融合法将小鼠2—细胞胚胎卵裂球、胚胎干细胞(ES)、胎儿成纤维细胞、耳成纤维细胞、尾尖成纤维细胞、睾丸支持细胞和精原细胞以及不同培养代次的胎儿成纤维细胞进行了核移植。结果显示：2—细胞胚胎卵裂球供核重构胚发育最好,囊胚率为7．4％;ES细胞重构胚虽然发育率低,但仍有囊胚出现,比例为0．7％;胎儿成纤维细胞重构胚最高发育阶段为桑椹胚,比例为0．2％;精原细胞重构胚只能发育到8-细胞阶段,比例为0．3％;其他几类细胞重构胚则仅能发育至4-细胞阶段。不同培养代数的胎儿成纤维细胞重构胚除第3代外都可发育到8-细胞阶段,且发育率差异不显著,但第一代细胞重构胚2-细胞发育率(40．7％)显著低于2、3和4代细胞重构胚。结果表明：不同分化程度的细胞核移植后,重新编程的难易程度是不一样的,分化程度越高则重新编程越难;未调整细胞周期的ES细胞由于多数处于S期,所以重构胚发育率很低;体外培养传代有利于体细胞核移植后重新编程。     

供核细胞对体细胞核移植效率的影响

利用体细胞核移植技术克隆动物、生产转基因家畜具有极大的应用潜力。然而,核移植效率低下、克隆后代形态异常等问题仍然制约着体细胞核移植技术的产业化进展。影响体细胞核移植效率的因素很多,该文着重从供核细胞的类型、细胞体外培养、细胞凋亡及转基因操作等方面阐述其对体细胞核移植效率的影响。     

Porcine Cloned Embryos Reconstructed with the Cell Nuclei of Tetraploid M-phase Fibroblast Cells Can Restore Normal Diploidy at the Blastocyst Stage

The cell cycle of donor cells as a major factor that affects cloning efficiency remains debatable. G2/M phase cells as a donor can successfully produce cloned animals, but a minimal amount is known regarding nuclear remodeling events. In this study, porcine fetal fibroblasts (PFFs) were carefully synchronized at G1 or M phase as donor cells. Most of the cloned embryos reconstructed from PFFs at G1 (G1-embryos) or M (M-embryos) phase formed a pronucleus-like nucleus (PN) within 6-h post fusion (hpf), but the M-embryos formed PN earlier than the G1-embryos did. Moreover, 77.4% of the M-embryos formed two PNs, whereas the G1-embryos formed a single PN. The rate of extrusion of polar body-like structures by the M-embryos was significantly lower than that extruded by the G1-embryos (26.3% vs. 37.1%, P?相似文献   

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.     

DNA甲基化与组蛋白修饰对克隆胚发育的影响

在正常的受精、发育过程中,基因组DNA不对称的去甲基化、重新甲基化以及组蛋白修饰作用发生在整个受精和胚胎发育过程中。本文将从DNA甲基化、DNA不对称的去甲基化和组蛋白修饰作用就其原理,相互之间的关系及其对胚胎发育情况的影响作以综述,并对近年来,DNA甲基化与组蛋白修饰作用在胚胎发育过程中的研究作以总结。     

牛供体细胞的来源、血清饥饿和预激活对核移植卵体外胚胎发育的影响

牛皮肢成纤维细胞经血清饥饿或预激活处理后获得核胞体,并注入去核卵母细胞内构建重组胚。检查重组胚24h和36h卵裂率以及8d囊胚率,以评估供体细胞及其处理方法对体细胞核移植效果的影响。实验结果表明：来自3个年龄（6、18和36月龄）、2个品系（红安格斯肉牛和荷斯坦奶牛）的4头供体牛皮肤细胞重组胚的卵裂率和囊胚率均无差异。生长到完全汇合的36月龄荷斯坦牛供体细胞血清饥饿10-13d组重组胚的36h卵裂率显著低于0d（对照）、3-5d和6-9d组,囊胚率显著低于3-5d组;经5μmol/L离子霉素或7％乙醇预激活5min重组胚的卵裂率和囊胚率均与对照组无差异。     

Development of reconstituted embryos derived from somatic cell nuclei in the rabbit

Production of cloned laboratory animals is helpful in the establishment of medical models. In this study, we examined to produce reconstituted embryos derived from somatic cell nuclei, and to establish embryonic stem (ES) cell lines from the embryo in rabbits. Metaphase II (M-II) oocytes from superovulated rabbit were used as nuclear recipients. Nuclear donor cells were fibroblasts collected from a Dutch Beleted rabbit. The M-II chromosome and the 1st polar body were aspirated, and a fibroblast was inserted into the perivitelline space of the enucleated oocyte. The pairs were electrofused for cell membrane fusion using a cell fusion apparatus, and reconstituted embryos were produced. The embryos were activated and cultured in modified HTF medium and DMEM. The embryos developed to the blastocyst stage were removed their zona pellucida, and they were cultured on the feeder cell layer. As a result of having observed development of reconstituted embryos, 21.2% of the embryos were developed to the blastocyst stage. In the embryos cultured on the feeder cells, the adhesion on feeder cells was observed. We obtained inner cell mass (ICM) colony derived from reconstituted embryos. At present, we are investigating to establish the ES cell lines derived from the embryos reconstituted by nuclear transfer.     

共培养体系在牛核移植胚体外发育培养中的应用

采用电融合法构建牛体细胞核移植重构胚,分析共培养细胞类型、传代次数、细胞冻-融以及蛋白质添加物(BFF和FBS)对牛体细胞核移植胚体外发育的影响,探讨胚胎体外共培养的条件,以建立优化的共培养体系。结果表明与非共培养组相比,共培养组重构胚的囊胚发育率以及胚胎细胞数显著增加(P<0.05),而输卵管上皮细胞共培养组同颗粒细胞共培养组相比胚胎细胞数显著增加(P<0.05),更适合做共培养细胞;随着共培养细胞传代次数的增加重构胚囊胚发育率及胚胎细胞数显著下降(P<0.05),共培养细胞在冷冻处理后重构胚的囊胚率和胚胎细胞数都显著下降(P<0.05);BFF较FBS更能促进牛核移植胚的囊胚发育率(P<0.05)。表明应用新鲜原代输卵管上皮细胞进行牛核移植胚胎的共培养,并在SOFaa添加10?F能够有效促进核移植胚胎的体外发育。