哺乳动物核移植 Nuclear Transplantation in Memmalian.pdf

遗传 HEREDITAS(Beijing)20(4):34-381998 ．房ayr, 3*- ． 哺 乳 动 物 的 核 移 植 陆长富 卢光诱 湖（南医科大学人类生殖工程研究室．长沙 410078) NuclearTransplantationinMammalian LUChangfu LUGuangxiu (HumanReproductiveEngineeringLaboratory,HunanMedicalUniveristy,Changsha410078) 胚胎在发育过程中不断发生细胞分化，发生了分化的细胞与早期卵裂时期的细胞是不同的，后者是全能细 胞，其细胞核可以支持细胞正常发育到成体，而前者失去了全能性，成为多能细胞，其细胞核只能支持细胞进行 一定程度的发育和分化．多能细胞进一步分化到一定程度时，细胞失去分化能力。细胞在这些变化过程中，细胞 核是否发生了改变，这些改变是怎样发生的，是否已经不可逆转，失去分化能力的细胞能否重新获得分化能力， 多能细胞能不能回复到全能状态，为了回答这些问题，1938年，Spemannc1)提出了将胚胎细胞核移人去核卵母 细胞的设想。1952年，Briggs和Kingc2〕等将已发生了分化的蛙胚细胞核注人去核的蛙卵，构建核移植胚，发 现原肠胚以前的细胞核可以支持核移植胚发育到成体，而原肠胚以后的细胞核只能支持核移植胚进行一定程度的 发育，并因此认为随着胚胎的发育，胚胎细胞的发育能力逐步降低。Gurdon(3,4〕以非洲爪蟾为材料重复了这个 实验，证明原肠胚 以后的细胞仍然没有发生不可逆转的改变，可以支持核移植胚发育到成体。1981年， 111mensee和Hoppec5〕报道通过核移植得到了正常小鼠，但没有其他实验室能成功地重复他们的实验。1983 年，McGrath和Soltar(6，发明了新的核移植方法，他们结合显微操作技术和细胞融合技术，回避了移核针穿刺 细胞膜对细胞造成的损害，使哺乳类核移植技术的实用性大为提高．此后，哺乳类的核移植技术在研究胚胎细胞 核的全能性、可塑性、细胞发育分化程度与细胞核发育能力的关系、核质关系以及胚胎克隆等方面得到广泛应 用，显示出越来越大的意义。1986年 7〔〕和1987年cs)，分别出生了核移植绵羊和核移植牛，1997年2月， Wilmutc9）等报道利用核移植技术将绵羊乳腺细胞克隆成绵羊，标志着哺乳动物的核移植技术进人了新阶段。 1哺乳动物核移植的方法 在McGrath和Solter的方法发明之前，进行哺乳动物的核移植时，移核针必须刺破细胞膜进行取核和移 核，对细胞损伤很大，只有个别实验室有过成功的报道．现在，一般都采用McGrath和Solter的方法，而其他 方法已不再使用。McGrath和Solter的方法主要包括显微操作和细胞融合两个部分； 1.1显微操作 显微操作包括卵母细胞去核、取供核及移核等步骤． 去核时，移核针须穿过透明带，但不须刺破细胞膜，而是利用负压将细胞核连同少量细胞质及包裹其外的细 胞膜一同吸进移核针内，并拉动移核针，使其内的细胞核及包裹其外的少量细胞质和细胞膜与卵母细胞分开，这 种带有少量细胞质并包有细胞膜的细胞核称为核体 K（aryoplast)．在核移植实验的早期，由于处于第二次减数 分裂中期的卵母细胞核没有核膜，细胞核不易辨认，去核过程是盲 目的．卵母细胞在成熟过程中，必须进行减数 分裂，排出第一极体，卵母细胞的细胞核一般位于细胞的外周部分，常与极体邻近，因此，对卵母细胞去核时， 常将第一极体及其附近的细胞质一同去掉。但实际上极体的位置不太确定，为了去核彻底，有时须吸掉一半的细 4期 陆长富等：哺乳动物的核移植 35 胞质，即使这样，仍不能保证细胞核被完全去掉，这必然影响核移植的成功率。为了确保去核成功，在去核之 前，可对卵母细胞用DNA荧光染料进行染色，并在荧光显微镜下操作 ’〔。），但荧光显微镜的紫外光对卵母细胞 有损伤、影响核移植胚的发育。Kono川〕等发现，处于第一次减数分裂后期和末期的小鼠卵母细胞，在微分干 涉相差显微镜下含有染色体的纺锤体可清晰辨认，因此，在这一时期对卵母细胞去核 可使去核的成功率大为提 高，且不必用荧光