動物克隆技術的發展和現狀 動物遺傳工程文獻綜述動物克隆技術的發展和現狀摘要：本文簡要概述了克隆的概念，全面綜述了國內外動物克隆技術及其原理、研究進展和現狀，并根據當前克隆技術理論和實踐，對該技術的應用和價值進行綜述和討論。關鍵詞：動物克隆；核移植；體細胞克隆動物克隆技術，又稱動物核移植或無性繁殖技術。它是通過特殊的人工手段，對動物特定發育階段的核供體（如胚胎分裂球或體細胞核）及其相關的核受體（如去核的原核胚或成熟的卵母細胞），不經有性繁殖，進行體外重構，并通過胚胎移植，從而達到擴大同基因型動物種群的目的。動物克隆技術在畜牧業生產、醫藥生產和疾病治療、生物學基礎理論研究以及野生瀕危動物的拯救和保護等諸多領域發揮著巨大作用。1動物克隆技術的發展1.1國外克隆技術的發展：早在1938年，Spemann就通過蝶螈胚胎分割實驗證明了自己的核移植設想。1952年，Briggs和King將青蛙卵進行核移植，獲得重組胚并發育形成小蝌蚪，20世紀六七十年代兩棲類、魚類也相繼克隆成功［1］。1996年,Hoppes克隆小鼠成功標志首例哺乳動物克隆成功［2］。隨后，他采用顯微去核和病毒介導相繼獲得克隆羊、克隆兔、克隆豬［3,4］。1996年，美國克隆猴獲得成功，這是人類首次靈長類克隆成功，并引發克隆人與倫理爭論［5］。1997年，克隆綿陽“多莉”的誕生，標志體細胞克隆進入了一個新時代。1998年，Wilmut等利用核移植和轉基因技術，成功地獲得了轉基因克隆綿陽。1999年，華裔科學家賴良學等通過基因敲除和體細胞克隆技術相結合，成功獲得“基因敲除”克隆豬。2002年，華裔科學家楊向中宣布成功獲得具有兩種人類凝血因子的“雙基因”克隆豬。1.2國內克隆技術的發展我國的動物克隆技術相對發展比較晚，但幾年發展速度較快并且受到國際同行的高度肯定和認可。無論是在同種動物的胚胎細胞克隆、同種動物的體細胞克隆還是異種動物的克隆方面都有很大進步。同種動物胚胎細胞克隆：1972年，童第周利用核移植技術首次獲得了克隆黑斑鯉魚。1990年，張涌等由同一個胚胎經過多代克隆之后，分別移植于幾個羊受體內獲得了45只克隆羊。1993年，王斌和范必勤等通過胚胎細胞核移植得到了3只克隆兔。1995年，鄒賢剛和杜森進行了山羊繼代研究，得到了4只克隆羊。1997年，陸長富和盧光秀等供貨的了6只核移植仔鼠。1998年，杜森等用羊胎兒成纖維細胞獲得2頭克隆山羊。同種動物體細胞克隆：2002年10月16日中午，中國第一頭利用玻璃化冷凍技術培育出的體細胞克隆牛在山東省梁山縣誕生；2005年，我國第一頭體細胞克隆豬誕生。2013年，一胎8頭體細胞克隆小豬在南京農業大學誕生，這是江蘇省首例利用徒手克隆核移植技術生產的克隆豬；2013年，世界首例體細胞克隆山羊“元元”在楊凌西北農林科技大學誕生，這一重大科技事件的發生，標志著我國在世界克隆技術領域占據領先地位。異種動物克隆：1999年，陳大元等研究發現去核兔卵母細胞可以去核兔卵母細胞可以支持成年大熊貓體細胞重編程，2001年，譚世儉等進行了水牛和黃牛胚胎細胞核移植獲得種間核移植囊胚，2004年楊彩俠使大大熊貓-兔的異種重構胚在家貓子宮內著床成功［6］。以上為克隆動物的發展歷程，近幾年國內外克隆技術也有很大突破。2003年5月28日，世界上第一例真正的自體克隆動物一一一不用代孕母親母體自身繁育自己的體細胞克隆體的克隆動物誕生，這匹健康克隆馬的出世，是世界上首例哺乳動物生下自己的克隆體。在克隆人方面，2003年8月，中國科學家在世界上首次采用克隆技術培育出含人、兔DNA混合物胚胎。2003年9月，美國克隆技術專家扎沃斯宣布他已克隆出了含人、DNA的混合胚胎。人與動物DNA混合胚胎的培育成功，為克服人類細胞染色體在克隆的“核移植”過程中常會出現的破壞和紊亂現象邁出了重要的一步。據提前出版的美國《連線》雜志披露，美國先進細胞技術公司的蘭扎等人在不久前成功克隆了含16個細胞的人類早期胚胎，可以植入子宮繁殖后代。2012年，衛恒習，李秋艷等人首次利用不同發育階段克隆胚胎混合一直的方法確定了最佳的供受體同期性選擇方法［7］。由此看來，克隆技術日漸成熟，并且必將會得到廣泛的應用。2動物克隆的理論技術近幾年，動物克隆技術的核心是核移植，所謂核移植是指將胚胎或體細胞的細胞核用顯微外科手術的方法移入去和的卵母細胞中，構建重組胚，通過體內或體外培養、胚胎移植，產生與工體細胞基因型想通后的的技術過程。根據核供體的來源不同，可分為以下幾種：2.1胚胎細胞核移植胚胎細胞核移植是指用顯微首發將耽擱胚胎細胞導入去除染色質的成熟卵母細胞，電融合后發育成胚胎，將該重組胚胎移植給受體，妊娠產仔。理論上，一個胚胎有多少個細胞，就可以克隆出多少個動物。2.2胚胎干細胞核移植胚胎干細胞是早起胚胎或原始生長細胞經離體抑制分化篩選出的在發育上類似于早期胚胎的內細胞團，具有分化潛能和整倍體核型。利用胚胎干細胞核移植克隆動物，即一直胚胎細胞分化，細胞數倍增，使每個細胞具有發育成個體的能力。將這種細胞利用核移植技術導入去除染色質的成熟卵母細胞內，電融合后發育成胚胎，移植給受體，妊娠產仔，得到克隆動物。2.3胎兒成纖維細胞核移植從早期胎兒分離出單個成纖維細胞，導入去除染色質的成熟卵母細胞內，電融合后發育成胚胎，移植給受體，得到克隆動物。這比胚胎干細胞克隆動物更進一步，因為成纖維細胞是分化了的細胞，它發育成新的個體，是動物體細胞全能型理論的突破。3動物克隆技術的應用3.1改善畜產品品質和提高動物生長速度在動物雜種優勢利用方面，哺乳動物的克隆技術費時少，選育的種畜性狀穩定，并且可以提高動物的生長速度。通過克隆胚胎的方法能大量繁殖畜群中特別優秀的個體，而且易于優良性狀的保存。同時，克隆是從細胞開始的，這將使不同地區之間的物種交流很便利。因此通過克隆，可以迅速對優良畜禽的基因進行整合，培養出優良的畜種。3.2構建生物反應器（即轉基因動物）生產藥物乳腺生物反應器的應用十分廣泛。它基于轉基因技術平臺，使外源基因導入動物基因組中并定位表達與動物乳腺，利用動物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在動物的乳汁中生產一些具有重要價值的藥物。3.3用克隆動物做器官移植的供體器官移植，特別是異種器官移植，最大障礙時排異反應，它是人體內預存的天然抗體及補體街道的抗異種血管內皮細胞的排異反應。克隆技術可以改變動物器官組織相容性基因屬性，從而降低人類免疫系統的危害，甚至可以直接生產處人類心臟、皮膚、造血干細胞等，供臨床使用。動物克隆技術的日漸成熟以及與轉基因技術的結合，必將會給人類帶來很大的益處。目前的技術還不太完善，克隆出的部分個體表現出生理或免疫缺陷，即使是正常發育的“多利”也被發現有早衰跡象。由于克隆技術的巨大效益，人類必將會進行更深的研究，使克隆技術日臻完善，我們也必將聽到克隆技術給人類帶來的福音。參考文獻：[!]?BondioliK.R.M.E,WesthusinC，R.Looneyproductionofidenticalofspringbynucleartransfer.Theriogenology.1990,33,165-74.GordonJ.W.,ScangosG.A.,PlotkinD.J.,etal.GenetictransformationofmouseembryobymicroinjectionofpurifiedDNA.ProcNailAcadSciUSA,1980;77;7380—7384.Wilmutl.A.E.,SchiekeJ.McWhiretal.CampbellH.S.Viableoffspringderiverfromfetalandadultmammaliancell.Nature,1997;385;810-813.PratherR.S.F.,BarnesF.L.,SimsM.MNueleartranplantaionintheebovineembryo:assessmentofdonornucleiandrecipientcyte.Biol.Reprod.1987;37;859-866.RoginaB.,ReenanR.A.,NilsenS.P.,etal.Extendedlifespanconferredbycotransprortergeneemulationsindrosophila.Science,2000;290(5499);2137.楊彩俠.獼猴重構胚和