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。     

体细胞核移植的研究进展

自从克隆羊多利问世以后,体细胞核移植有了较大的发展,陆续有新的动物克隆成功,但克隆的效率仍然较低。本文综述了体细胞核移植技术研究的进展情况,介绍了基因背景、核移植步骤、胚胎相关支持技术对核移植成功率的影响以及核移植技术中的基因修饰和对核重新程序化的最新认识。     

体细胞核移植生产绵羊转hALR基因囊胚

扩增人肝细胞再生增强因子(human augmenter of liver regeneration,ALR)基因,利用质粒pIRES2-EGFP 构建新霉素(Neo)、增强绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescence protein,EGFP)双标记基因且EGFP和ALR基因为双顺反子的真核表达载体.LipofectAMINETM介导其转染体外培养的绵羊胎儿成纤维细胞(sheep fetal fibroblast cells,sFFCs);经G418筛选转基因细胞;激光共聚焦显微镜挑选绿色荧光单克隆细胞.PCR、RT-PCR和免疫组织化学方法进一步检测ALR基因及其表达;稳定表达外源基因的sFFCs作供体,移入去核的绵羊卵母细胞中,进行体细胞核移植.通过激光共聚焦显微镜和ALR抗体检测EGFP、ALR基因在胚胎水平上的表达,其结果表明:由IRES连接的EGFP和ALR基因可在绵羊胎儿成纤维细胞内同时表达,由此细胞核移植产生的转基因胚胎在发育的各阶段均可见绿色荧光;囊胚中所有细胞表达EGFP基因;发绿色荧光的胚胎中ALR基因同时存在.因此,由IRES连接标记基因和目的基因,以标记基因指示目的基因的表达,可简化检测目的基因的繁琐手段;用筛选的转基因早期胚胎进行移植,可提高制备转基因动物的效率.     

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。     

核移植胚胎干细胞的研究及其应用前景

随着核移植技术和干细胞技术的逐渐成熟,目前已获得牛、小鼠核移植胚胎干细胞,以及人 - 兔异种间核移植胚胎干细胞,这些细胞在体外可分化成多种细胞形态 . 已经进行的实验性动物克隆性治疗,显示了诱人的潜力,但人核移植胚胎干细胞研究还面临着许多问题,如建系效率低、卵母细胞来源有限以及伦理学和安全性问题等 . 长远地看,随着克隆效率的提高,在道德与法律之间达成共识,核移植胚胎干细胞必将造福人类 .     

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.     

成年核移植山羊生长相关基因的表达分析

体细胞核移植过程有可能影响克隆动物生长相关基因尤其是印迹基因的表达水平。本研究运用同源引物 PCR 扩增、RACE 技术并结合同源克隆策略, 克隆了 7 个山羊生长相关基因包括 3 个印迹基因(H19、IGF2 和 IGF2R)和 4 个非印迹基因(IGF1、IGF1R、GHR 和 GHSR)的完全 CDS 或者部分 cDNA 序列, 经生物信息学技术确认后, 用荧光实时定量 PCR 对 8只成年克隆山羊中这些基因的表达水平进行分析, 结果表明 3 个印迹基因中 IGF2R 基因表达水平极显著高于对照组的自然繁殖山羊(P<0.01), 而 H19 和 IGF2 的表达则没有很大区别; 4 个非印迹基因中只有 IGF1R 的表达水平极显著高于对照组(P<0.01), IGF1、GHR 和 GHSR 的表达与对照组相似。表明即使在表型正常的成年克隆动物也存在一定的表观遗传异常。通过对获得完全 CDS 和 3′UTR 的 IGF2 基因经过生物信息学分析表明, 山羊 IGF2 基因包含一个 540 bp 的开放阅读框 (ORF)编码 179 个氨基酸。IGF2 基因 cDNA 序列和氨基酸序列以及其它基因部分序列比较分析表明, 山羊所有这些基因与绵羊的同源性要高于同牛的同源性。     

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。     

体细胞核移植后核重编程的影响因素

近年来,人类核移植胚胎干细胞建系成为一项炙手可热的研究,用再生医学的理念治疗退行性疾病及器官移植为这一研究带来无穷的魅力和生命力;但是核重编程仍是核移植技术的瓶颈,制约了重构胚胎干细胞的研究。核重编程是指供体细胞核移入卵母细胞后必须停止本身的基因表达程序并恢复为胚胎发育所必需的特定的胚胎表达程序。只有供核发生完全重编程,重构胚胎才能正常发育。核重编程与供核者的年龄,供核细胞的组织来源、分化状态、细胞周期、传代次数,供核的表遗传标记以及供卵者的年龄、卵子的成熟度等因素有关。一般来说,颗粒细胞作为核供体最易被核重编程。供核者为胎体或新生体,供核细胞处于低分化状态或已传数代,供核细胞经过去表遗传标记处理,供卵者性成熟且年龄轻、卵子核与胞浆都成熟等均为有利于核重编程的因素。重构胚胎的培养方法对核重编程也至关重要,目前主张使用序贯培养及体细胞化培养。创造各种适于核重编程的条件有利于从更高的起点开展核移植胚胎干细胞研究,提高重构胚胎干细胞建系效率。     

绵羊体细胞核移植去核前程序的优化

目前绵羊体细胞克隆效率仍然很低,本研究拟对去核前的操作环节进行优化。主要为卵巢保存时间(3 h和3–5 h)、卵母细胞体外成熟时间(18 h和24 h)、供核细胞贴壁率(10%和30%)和盲吸法去核时间(16 hpm和18 hpm)等4个方面优化。以成熟率、融合率和重构胚胎发育能力作为评价参数。结果表明:在卵巢保存方面,卵巢保存3 h组卵母细胞成熟率显著高于3–5 h组卵母细胞成熟率(60.18%vs 52.50%)(P0.05),重构胚胎发育力差异不显著(P0.05);在体外成熟时间方面,体外成熟18 h组和24 h组卵母细胞成熟率差异极显著(53.81%vs 89.06%)(P0.01),胚胎发育力差异不显著(P0.05);在融合率方面,贴壁率30%组极显著高于贴壁率10%组(80.85%vs 57.69%)(P0.01),在克隆胚胎发育率方面没有显著差异(P0.05),具有贴比率差异性的细胞在细胞生长平台期表现出差异性;在去核时间方面,16 hpm组和18 hpm组胚胎卵裂率差异显著,囊胚发育力差异不显著(P0.05),16 hpm组获得一只克隆羊,重复16 hpm获得4只妊娠克隆羊。组织微卫星序列经SDS-PAGE分析,DNA指纹与供体细胞相同。结论:去核前程序的优化保证了材料的质量,为提高克隆胚胎数量和质量奠定基础,可以获得体细胞克隆羊。     

Factors Affecting Electro－Fusion and Electro－Activation In Serial Nuclear Transplantation In Goat（Carpa hircus） Embryo

ＦａｃｔｏｒｓＡｆｆｅｃｔｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏ－ＦｕｓｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｏ－ＡｃｔｉｖａｔｉｏｎＩｎＳｅｒｉａｌＮｕｃｌｅａｒＴｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎＩｎＧｏａｔ（Ｃａｒｐａｈｉｒｃｕｓ）ＥｍｂｒｙｏＷＡＮＧＹｕ－ｇｅ（王玉阁）;ＺＯＵＸ...     

动物体细胞核移植技术的研究现状

动物体细胞核移植的成功表明动物体细胞的分化是可逆的,这是近年来人类在细胞生物学及发育生物学领域取得的最伟大的成就之一。１９９７年首例体细胞核移植绵羊在世界上诞生,之后不久出现了体细胞核移植小鼠及牛,并通过体细胞核移植技术制作了转基因动物。成就是不言而喻的,但其中也暴露出一些需克服和解决的问题。本文围绕世界上首例体细胞克隆羊诞生的背景、体细胞核移植技术目前的研究状况、体细胞核移植过程中的核质互作、体细胞核移植技术目前存在的问题、体细胞核移植技术在制作转基因动物上的应用等方面,扼要介绍了体细胞核移植技术在最近两年内取得的进展。     

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。     

Human Somatic Cell Nuclear Transfer Using Adult Cells

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The Mechanism of Gene Targeting in Human Somatic Cells

Gene targeting in human somatic cells is of importance because it can be used to either delineate the loss-of-function phenotype of a gene or correct a mutated gene back to wild-type. Both of these outcomes require a form of DNA double-strand break (DSB) repair known as homologous recombination (HR). The mechanism of HR leading to gene targeting, however, is not well understood in human cells. Here, we demonstrate that a two-end, ends-out HR intermediate is valid for human gene targeting. Furthermore, the resolution step of this intermediate occurs via the classic DSB repair model of HR while synthesis-dependent strand annealing and Holliday Junction dissolution are, at best, minor pathways. Moreover, and in contrast to other systems, the positions of Holliday Junction resolution are evenly distributed along the homology arms of the targeting vector. Most unexpectedly, we demonstrate that when a meganuclease is used to introduce a chromosomal DSB to augment gene targeting, the mechanism of gene targeting is inverted to an ends-in process. Finally, we demonstrate that the anti-recombination activity of mismatch repair is a significant impediment to gene targeting. These observations significantly advance our understanding of HR and gene targeting in human cells.