Nature重大突破：真正的人造卵母细胞(克隆新文章)

Nature重大突破：真正的人造卵母细胞

2016年10月22日讯 科学家们第一次从实验室重编程小鼠胚胎干细胞（（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）中培育出了功能完整的卵母细胞。这一研究成果公布在10月17日的Nature杂志上，为理解卵子形成进程提供了新的蓝图，也为实现人体ESCs和iPSCs转化提供了技术铺垫。

纽约人类生殖研究中心主任，卵母细胞生物学家David Albertini（未参与该项研究）评价道，“这是真正的一项突破性成果。”

就小鼠而言，卵母细胞的发育开始于原始生殖细胞 （PGCs），这大约需要6.5天的发育时间。雌鼠体内的PGCs进入卵巢后，就开始减数分裂，形成初级卵母细胞，接着就是成熟阶段。2012年，来自日本九州大学的Katsuhiko Hayashi 等人从小鼠的iPS细胞中培育出卵子（体内需要5天时间），并使其体外受精后产下健康后代。

最新这项研究则是在其基础上，进一步扩展了他们的培养技术，实现从整个胚胎干细胞到卵母细胞分化的过程，这个阶段在体内大约需要30天时间。

Hayashi等人从任何一种干细胞类型开始，首先通过诱导几个基因生成PGC样细胞（PGC-like），然后将其与雌性性腺体细胞混合，创造出了体外“重组卵巢”。这些细胞会逐渐失去PGC标志表达，开始表达卵母细胞标记。

在培养基中生长了三周后，研究人员观察到了减数分裂前期的初级卵母细胞，这一阶段的一个关键要素在于添加一种雌激素抑制剂，令早期阶段的卵母细胞体外形成卵巢卵泡。

研究人员再在培养基中加入促卵泡素和另外两种因子，这样细胞会分离出毛囊样结构，卵母细胞继续生长11天，组装出全尺寸生发泡卵母细胞。在第三阶段，成熟培养基中培养了一天的生发泡卵母细胞就会成为减数分裂-捕获卵母细胞。

Albertini认为，“这一研究最终克服了体细胞环境下雌性生殖细胞发育的一个关键障碍”，似乎与胚胎微环境细胞之间的相互作用在移植过程中并不需要。

这项研究一共完成了三次单独的培养实验，获得了58个重组卵巢，和3,198个生发泡卵母细胞，其中28.9%能成熟进入减数分裂II阶段。

“最令我感到惊讶的就是当我在重组卵巢中看到一丛次级卵泡和美丽的毛囊结构时，”Hayashi表示。

接下来为了检测这些卵母细胞的质量，研究人员分析了它们的染色体，其中78%具有正确数量的染色体。之后采用RNA测序方法，研究人员观察比对了体内卵母细胞和培养皿来源的卵母细胞的表达情况，结果表明有424个基因出现了或高或低的表达变化，尤其是线粒体功能的基因。

最后研究人员又将这些卵母细胞与野生小鼠精子进行体外受精，移植到雌鼠体内，培养出了健康的，能正常发育的小鼠，不过它们相对于野生型小鼠体质弱一些。

“体外培养卵母细胞的质量有一些变化，因为人造卵母细胞只有3.5%能生成小鼠，而体内的成功率则为60%，”Hayashi说。

但是最后生成的小鼠都很健康，也发育成了成鼠，不过目前要说应用到临床还言之过早，“我们仍然需要进行更多的小鼠和非人类灵长类生物的基础研究。”

另外需要注意的是，这一技术的局限性在于需要来自小鼠的性腺体细胞，这会阻碍人类卵母细胞体外培养的可能性。

克隆新文章

假如我会克隆

假如我会克隆，我想克隆一个地球，把人类分一半到另一个地球上生存；假如我会克隆，我想克隆许许多多个森林，来阻挡沙尘暴防止水土流失；假如我会克隆，我想克隆一个我，帮我分担一些事情；假如我会克隆，我一定要克隆许许多多人体的各个部位器管，去救助那些需要它的人。
现在这个时代，出事故、得病的人特别多。有的人病情很严重，需要移植肝脏、肾脏、眼角膜之类的器官，而这些器官又极其缺乏 ，病人需要长时间等待有好心人捐赠合适自己的器官。有些没有钱或等不到合适器官的病人，只能眼睁睁地在那等死。这是多么残忍的事情啊！
假如我会克隆，我一定要克隆好多人体器官，让每一个需要移植器官的人都重新获得健康。这样，就不会有那么多的人死掉，就不会有那么多的哭泣声，就不会有那么多的悲伤和痛苦。换来的是一阵阵的喜悦，一张张的笑脸和一个个幸福美满的家庭。
我想，这样可以让世界变得美好，让人变得快乐，不管有多少困难，我们也要攻克它，因为我觉得非常值得。

地球，是我们人类赖以生存的摇篮。我们人类离不开她。可你知道吗？地球磁场强度正以每100年5%的比例在继续缩小，以这个速度推测，地球磁场将在未来2000年内消失。在地球磁场消失的那段时间，地球大气将被太阳风吹走，地球家园将会成为像火星一样的不毛之地。那时，人们的生命将受到威胁。

当我得知这些消息后，我多么希望我会克隆啊！在地壳中提取能使万物生长的“基因”和“细胞”，在太阳系中克隆出一个与地球完全相同的星球。但我并不满足，我还要在银河系的其它星系中克隆出一个地球。

克隆出的地球是原本地球最好的一面——有绿发似的森林、蓝带似的大海、彩球似的土地，还有许多动植物。并且，我要把濒危动植物多克隆些。同时，我也会把地球上的自然景观和人文景观也“搬”到克隆出的地球上，使她十全十美、天衣无缝。

现在，随着人类对各门技术的掌握，人类这个共同的愿望是很有可能实现的。但是，我们仍要保护地球。假如磁场不消失，随着人类的破坏，地球也会“自毁”。如果这样下去，克隆10个、100个、1000个，甚至更多的地球，那也不够。

我相信，人类一定会克隆出另一个地球。但是，我们要牢记——这个地球，只有一个

人工授精和试管婴儿是一回事吗

分类: 生活 >> 育儿
解析:

不是一回事,

一、什么是“试管婴儿”？

体外受精技术（IVF）俗称“试管婴儿”（test·tube baby），目前是世界上最广为

采用的生殖辅助技术。“试管婴儿”并不是真正在试管里长大的婴儿，而是从卵巢内取出几

个卵子，在实验室里让它们与男方的 *** 结合，形成胚胎，然后转移胚胎到子宫内，使之在

妈妈的子宫内着床，妊娠。正常的受孕需要 *** 和卵子在输卵管相遇，二者结合，形成受精

卵，然后受精卵再回到子宫腔，继续妊娠。所以“试管婴儿”可以简单地理解成由于实验室

的试管代替了输卵管的功能而称为“试管婴儿”。尽管体外受精原用于治疗由输卵管阻塞引

起的不孕症，现已发现体外受精对由于宫内膜异位症（endometriosis）， *** 异常（数目

异常或形态异常）引起的不孕症，甚至原因不明性不孕症都有所帮助。研究显示一个周期治

疗后的妊娠率在40％左右，出生率稍微低一点。

二、“试管婴儿”技术是如何发展起来的？

试管婴儿的研究有着漫长的历史，早在40年代，科学家就开始在动物身上进行实验，1947年英国Nature杂志就报告了将兔卵回收转移到别的兔体内，借腹生下的幼兔的实验。1959年美籍华人生物学家张民觉把从兔子交配后回收的 *** 和卵子在体外受精结合，而且他还将受精卵移植到别的兔子的输卵管内，借腹怀胎，生出正常的幼兔。成功地完成兔子体外受精实验使张民觉成为体外受精研究的先驱。他的动物实验结果为后来人的体外受精和试管婴儿研究打下了良好的基础。

1978年7月25日世界第一例试管婴儿Louis Brown在英国诞生。IVF的最早阶段妊娠成功率只有2.94％。1980年6月澳大利亚第一例试管婴儿妊娠成功。1981年11月以前英国及澳大利亚共诞生15例。1981年12月美国出生第一例。现在全世界范围内已出生1万例以上，妊娠成功率都有迅速的提高,妊娠率提高到20-30%。对输卵管因素不孕症治疗所寄托的希望已由60、70年代的输卵管显微成形手术转移到IVF-ET技术上。当然这两种治疗的选择还要根据患者的具体情况。我国在这方面的工作相对起步较晚，1985年我国台湾省出生第1例试管婴儿，1986年香港也出生1例。大陆首例试管婴儿于1988年3月10日诞生，目前已经十多岁了，聪明、健康。她的母亲是一位38岁、原发不孕20年、双侧输卵管不通的患者。湖南医科大学、中山医科大学第一附属医院生殖医学研究中心等都相继研究成功。 到目前为止国内已有上百家医疗机构开展了IVF-ET，但所做病例还不算多，其临床妊娠成功率都达到20％上下。在新技术方面，山东省医院报道我国首例配子子宫腔内移植妊娠成功，于1992年5月分娩。中山医科大学进行显微操作卵细胞浆内单 *** 注射（ICSI）试管婴儿于1996年4月诞生，这些成功都标志着我国大陆的体外受精，胚胎移植正在向前迈进。

三、“试管婴儿”的进展有哪些？

体外授精胚胎移植（俗称第一代）：因人而异，经过用不同方案的促排卵药，待卵子成熟时在B超引导下经 *** 将卵子取出与其丈夫的 *** （经过处理）放在培养皿里授精发育成胚胎，然后置入女方的子宫里。全部过程手术费及药费约15000元。

体外显微授精胚胎移植技术（俗称第二代）适用于极度少精，弱精患者，用以上的方式（俗称第一代）不能体外授精的，可用显微注射技术将 *** 注入卵母细胞胞浆内帮助授精。对于男方无 *** 的可通过附睾抽吸或者睾丸活检技术采集 *** ，借助显微技术得到属于自己的孩子，不要盲目接受别人的供精，但男方必须先取血检查有无染色体模型异常，以避免遗传病传给子代。即使这样，一些小的基因缺失仍不能检出，因而显微注射技术在助孕同时有可能子代有遗传病的发生。全部过程手术费及药费约18000元---20000元。此项技术的成功率45%--50%。

胚胎筛选预防遗传病(俗称第三代)将有遗传病的夫妇通过体外授精发育成的胚胎进行筛选，将没有遗传病基因的胚胎移植到女方的子宫里。此项技术的手术费及药费约20000元-30000元。

冷冻储存胚胎：如果一个 *** 周期得到多个卵，并在体外授精、分裂，形成多个胚胎，移植后剩余质量好的胚胎，可以冷冻贮存。如果这个周期未获妊娠，可以在以后的自然周期解冻移植。自然周期内分泌环境利于胚胎植入，但冻融对胚胎是一损伤，生命力较新鲜胚胎为差。

四、哪种情况适合做“试管婴儿”？

体外授精胚胎移植技术的目的是帮助不孕患者得到一个健康、聪明的孩子，必须遵循优

生优育的原则。因此，想要做试管婴儿的男女双方必须身心健康，无遗传性疾病，女方年龄

一般不超过40岁，男方不超过55岁。因为女方年龄过大，自然受孕后怀孕后流产率高，胎儿

畸形发生可能性也比年轻者大，妊娠期合并症增加，作试管婴儿的大龄不孕妇女除了同样存

在以上的问题外，在促排卵时常常反应不好，在第一阶段被迫放弃治疗，卵子的质量相对差

，妊娠率低，不容易成功。试管婴儿的适应症包括：

1．双侧输卵管不通：无论是炎症、结核或子宫内膜异位症导致的卵管梗阻或蠕动能力差

、先天性的输卵管缺如还是宫外孕等原因导致卵管切除均使精卵无法相遇，试管婴儿技术为

这些患者架起了一座桥梁。可以说双侧输卵管不通是“试管婴儿”的绝对适应症。

2．免疫性不孕： *** 经过洗涤，在体外授精，避免免疫因素干扰。

3．男性因素： *** 经洗涤浓缩后，在体外培养下可以明确是否有授精能力。

4．不明原因性不孕：在目前的检查条件下未找到明显的病因，经其它治疗没有成功的患

者，可以应用体外授精胚胎移植技术获得约25%的妊娠率。

五、患者就诊前的准备工作

首先要明确不孕的病因，了解是否适合做“试管婴儿”。就诊时最好携带过去检查及治

疗的资料及证明，以免浪费时间做重复检查。资料包括：

1． 输卵管通畅性检查的报告：子宫输卵管碘油造影的X光片、B超下通液的报告或腹腔

镜检查或开腹手术的医院证明均可。

2． 是否排卵的检查：一年内的子官内膜病理报告和近期三个月的基础体温单。

3． 近半年来丈大的 *** 常规实验室检查报告。

4． 夫妇双方乙型肝炎表面抗原抗体、e抗原抗体和核心抗体，丙肝抗体，肝功能、血

型化验报告，女方血沉、结核菌素试验；血清爱滋病毒抗体。

上述资料齐全后，可到不孕症治疗中心就诊，正式进入周期前，在预期月经来潮前十

天就诊，再次妇科检查，进行试验移植，探测子宫腔深度及移植胚胎时导管方向。

六、“试管婴儿”在试管里“住”多久？

卵子取出后，与 *** 在试管内共同孵育，每个卵子约需10万条 *** 。受精后，受精卵分

裂形成早早期胚胎，即2～8个分裂球时即可进行胚胎移植（ET），此时约在采卵后48小时，

此时间也可根据具体情况稍加以变动，如推后一天，这时也可能更利于优选胚胎。如果过早

，宫腔内环境反而可能不利于接受胚胎。一般在 *** 周期的前一周期，在门诊进行试验移植

，以了解子宫的方位，子宫颈和子宫体间的角度及子官腔长度，并对子宫颈稍加扩张。移植

时消毒外阴后，窥阴器暴露宫颈，擦净，再次用培养液擦子宫颈和穹窿及子宫颈管，将子宫

颈管内粘液尽量去净。动作应尽量轻柔以减少对子宫肌肉的 *** 。用特殊的移植管注入胚胎

。进入宫腔，于距宫底0.5cm处注入胚胎，等待1分钟后，将头转动90°以甩掉未能滴下的一

滴液体，再将导管缓慢撤出。导管取出后还要在显微镜下检查胚胎有未带出。移植后患者可

以仰卧，臀部抬高，子宫很前屈者也可采取俯卧位，目的是使注入的胚胎停留在子宫腔的上

方。静卧约3～6小时，可以排尿，避免尿液滞留。移植当日注射HCG5000国际单位及黄体酮

30mg，以后常规每日注射黄体酮，如14天后尿HCG阴性即停止注射，妊娠者继续直到B超可见

胎心后再逐步减量。对卵泡过多，可能致成卵巢过度 *** 综合征者，不宜用HCG。

七、做“试管婴儿”时丈夫需要做什么？

在准备做试管婴儿前数月，丈夫应戒烟戒酒，保持生活有规律，如有生殖系统炎症需积

极治疗。进入治疗周期后，一般在患者月经来潮第8天，其丈夫需排精一次，送生殖中心检

查，然后禁欲，直至取卵日， *** 在体内存留时间过长或过短均会影响 *** 质量。月经周期

第8天起，丈夫开始服强的松，每日上午半片，下午一片，直至取卵日。同时连服3～5天氟

哌酸。女性不孕患者取出卵子后男方即可采集 *** 。首先用清水洗净双手、 *** 、外阴等，

用消毒毛巾或沙布擦干。然后 *** 法留取 *** ，注意所给玻璃小杯为无菌消毒过，留取时不

要触摸缘及杯内。如果 *** 法采精困难，请告诉医生，无法采集者则不能做试管婴儿。最好

在进入治疗周期前应先练习 *** 法采集 *** ，以免临时因过度紧张而导致取精失败。目前卵

子冷冻技术尚未过关，想要在临床应用还需要一段时间，因此如果取精失败将导致放弃该周

期的治疗。

八、“试管婴儿”的成功率和流产率是多少？

“试管婴儿”成功率在世界范围内逐渐提高，平均30～40％左右，有的中心报告成功率

50%。这是符合自然规律的，因为年轻已婚妇女正常性生活一个月怀孕率不超过30％。由于

此项治疗花费大，药品进口价格昂贵，每个周期约需花费8000～10000元，其余手术费、实

验室材料消耗及操作费用等需花费6000～10000元左右，而且继续提高成功率比较困难，患

者决定进行这项治疗，除了作好经济准备，还应充分理解治疗结局，与医护人员配合。

“试管婴儿”发生流产或胚胎宫内停育的可能比自然妊娠高。如经证实，应及时考虑终

止妊娠，避免大量出血及感柒。因每次移植多个胚胎，多胎发生率也高，多胎妊娠易有并发

症，也易发生早产，三胞胎以上，原则上应行减胎术。但减胎手术有10％的机会造成全部胚

胎流产。

如患者输卵管未完全堵塞，移植入宫腔胚胎可能流入输卵管内发生宫外孕，有时甚至发

生宫内合并宫外妊娠，应予以高度重视，及早诊治，以免发生大出血等危险。

任何自然妊娠中发生的胎儿畸形均可发生在“试管婴儿”中，但畸形率不高于自然妊娠。

九、世界试管婴儿诞生记录

1978．7．25 英国 女 世界第一个试管婴儿

1978．10．3 印度 女 印度第一个

1979．1．14 英国 男 第一个男性婴儿

1979．6．23 澳洲 女 澳洲第一个

1980．6．6 澳洲 一男一女 首例试管婴儿双胞胎

1981．10．19 英国 女 第一个黑白混血儿试管婴儿

1981．12．28 美国 女 美国第一个

1982．1．20 希腊 女 希腊第一个

1982．2．24 法国 女 法国第一个

1982．6．25 英国 女 全国第一个试管婴儿的母亲再度出生试管

婴儿

1982．9．22 以色列 女 以色列第一个

1982．9．27 瑞典 女 瑞典第一个

1983．5．20 新加坡 男 东南亚第一个试管婴儿

1983．6．8 澳洲 二女一男 首例三胞胎

1984．1．16 澳洲 四男 首例四胞胎

1985．4．16 中国台湾 男 台湾首例试管婴儿

法律没有禁止未婚者进行人工受精，所以未婚可以人工受精生子，这是公民的权利。

神奇的克隆

“克隆”是从英文“clone”音译而来，在生物学领域有3个不同层次的含义。

1．在分子水平，克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中，然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。

2．在细胞水平，克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如，使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如，在脊椎动物体内，当有外源物(如细菌或病毒)侵入时，会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成，这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式－无性繁殖，即不经过两性结合，子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低，越有可能采取这种繁殖方式。

3．在个体水平，克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如，两个同卵双胞胎即为一个克隆！因为他（她）们来自同一个卵细胞，所以遗传背景完全一样。按此定义，“多利”并不能说成是一个克隆！因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中，得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中，作者并没有把“多利”说成是一个克隆。

另外，克隆也可以做动词用，意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。

二、克隆技术

1．DNA克隆

现在进行DNA克隆的方法多种多样，其基本过程如下图所示(未按比例)

可见，这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面，包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理，以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。

2．生物个体的克隆

(1)植物个体的克隆

在20世纪50年代，植物学家用胡萝卜为模型材料，研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题，他们惊奇地发现，从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞

可以发育形成一棵完整的植株!由此，他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样，故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程!

(2)动物个体的克隆

① “多利”的诞生

1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布，世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生，这一消息立刻轰动了全世界。

“多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊，两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息，即提供了细胞核（称之为供体）；一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞；另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫，是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下：

从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称之为供体细胞；给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵，取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞；利用电脉冲的方法，使供体细胞和受体细胞发生融合，最后形成了融合细胞，由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应，使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化，从而形成胚胎细胞；将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内，胚胎细胞进一步分化和发育，最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。

一年以后，另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只，还不够叫做克隆羊的话，这些小鼠

就是名副其实的克隆鼠了。

② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程

在本实验中，卵丘细胞是经如下过程得到的：通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素，使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10－12微米的卵丘细胞用作细胞核供体（前期实验表明，若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核，经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期）。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中，在3小时内进行细胞核移植（与此不同的是，在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3－6次）

卵母细胞（一般处于减数分裂中期 II ）通过与上面描述类似的方法，从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核，尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核，也尽量去除所带的细胞质（通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次，以去除所带的少量的细胞质）。在细胞核被取出后5分钟之内，直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1－6小时，然后加入二价的锶离子（Sr2+）和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活，后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞，放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。

不同阶段的胚胎（从2细胞期到胚泡期）被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。

目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。在中国，除猴子以外，其他克隆动物都有，也能连续核移植克隆山羊，该技术比胚胎分割技术更进一步，将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多，每份细胞越少，发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个，就是“多利”羊。

三、克隆技术的福音

1． 克隆技术与遗传育种

在农业方面，人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。

2． 克隆技术与濒危生物保护

克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。从生物学的角度看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。

3． 克隆技术与医学

在当代，医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言，器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”，作器官移植之用，则绝对没有排斥反应之虑，因为二者基因相配，组织也相配。问题是，利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道？是否合法？经济是否合算？

克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因，例如，在医学方面，人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素，等等。

人类早期胚胎发育DNA甲基化图景

人类早期胚胎发育DNA甲基化图景——表观遗传学—胚胎发育系列第1篇

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰在基因转录表达、基因印记的维持、X染色体失活和转座子元件的表达等一系列生物学过程中扮演重要的角色。

哺乳动物中最具有戏剧性的表观组变化发生在原始生殖细胞和胚胎植入前的发育过程。

为了获取人类早期胚胎的DNA甲基化图谱，作者使用全基因组简化甲基化测序（RRBS）和全基因组甲基化测序（WGBS）技术对人类配子和植入前后的 胚胎进行了研究。

本研究使用的材料如下：

使用的材料为极体（polar body）、成熟卵母细胞（oocytes）和第一极体、合子（zygotes）、 2细胞、4细胞、8细胞、桑椹胚（morula）、内细胞团（inner cell mass，ICM）和囊胚阶段的滋养层细胞（trophectoderm cells，TE），此外还有精细胞。

不同类型细胞的DNA甲基化水平聚类显示，不同类型细胞间有各自独特的甲基化特征。

例如：极体和卵母细间的甲基化状态相似，而与其他类型细胞差别较大；精细胞甲基化状态与其他类型细胞有明显的区别；2细胞-TE发育过程中甲基化状态变化比较平稳。

在基因体（gene body）层面和不同发育阶段层面，不同类型、发育时期细胞的甲基化转态变化明显。

小鼠中甲基化擦除主要发生在合子-2细胞过程，而人类胚胎发育中去甲基化和甲基化重建又有什么特点呢？不同的基因组区域的甲基化水平变化是否同步？

对不同CpG含量的启动子（HCP、ICP、LCP）、CpG岛（CGI）、外显子（Exon）、内含子（Intron）、基因（Intragenic）、基因间区（Intergenic）、转座子元件（细分为SINE、LINE、LTR）和增强子（Enhancer）的甲基化水平进行计算，绘制动态发育过程甲基化水平的变化。
结果发现，整体上不同基因组区域的甲基化动态变化相似，说明胚胎发育过程中全基因组的甲基化变化趋势一致，是一个统一的过程。但也能发现高CpG的区域如CGI和HCP一直是去甲基化状态且甲基化水平相对稳定。

此外，对第1极体和第2极体的甲基化水平进行比较，二者从卵母细胞取出的过程是对甲基化状态产生了影响以及二者是否本身就存在较大的甲基化水平的差异。

结果发现，第1、2极体和卵母细胞的甲基化水平差别不大，说明从卵母细胞中挤压出极体的过程中没有产生全基因组甲基化的非对称性。

有文献报道小鼠中卵母细胞中non-CpG的DNA甲基化水平，而人类卵母细胞尚未有相关报道。

绘制gene body侧翼non-CpG甲基化曲线发现，non-CpG甲基化水平较低，gene body的甲基化水平明显高于侧翼，且整体分布形态和CpG甲基化模式相似。
不同类型胞嘧啶的甲基化水平存在差异那么，DNA甲基化水平和胞嘧啶的密度是否存在关系？

胚胎发育过程中甲基化发生了剧烈的变化，那么去甲基化的过程中父源和母源基因组的甲基化动态如何呢？
使用单细胞RRBS技术对分离出的父源、母源的原核进行测序，并分析了DNA甲基化水平的动态变化。

可见，父源和母源的原核的甲基化动态变化非常的剧烈且并不一致。配子阶段精细胞甲基化水平较卵母细胞稍高，显微注射后的数十个小时里发生了较大的变化，父源和母源原核甲基化水平迅速下降，父源的去甲基化程度更大，最终父源的甲基化水平比母源的要低形成反转，免疫荧光染色也证实了这一点。

接下来，对精细胞和卵母细胞的甲基化相似性和差异性进行了分析。使用固定长度区域（100bp）来计算全基因组的tile甲基化水平，并分别对高甲基化（≥75%）和低甲基化（≤25%）区域进行分析。

分析高甲基化和低甲基化区域的分布特点发现，高甲基化区域显著富集于SINE和LINE等转座子元件，用于抑制转座元件的转录活性。而低甲基化区域富集于HCP、增强子、外显子和CpG岛，用于维持胚胎发育。
此外，还对卵母细胞和精细胞间的差异甲基化区域（differentially methylated regions，DMR）进行了研究，分别鉴定出了17,473个精细胞特异的DMRs和12,145个卵母细胞特异的DMRs。

接下来，对DNA甲基化与组蛋白修饰间的关系进行了探讨。

结果发现，胚胎干细胞和ICM阶段H3K27me3区域通常富含低水平的DNA甲基化，配子和中间的发育阶段同样存在低甲基化的现象。

随后，对基因表达和DNA甲基化间的关系进行探讨。

分别对基因体和启动子的甲基化水平与基因表达量间的相关性进行了计算，结果发现，基因和启动子的 甲基化水平与基因的表达量呈负相关的关系，且发育后期的负相关性越来越高。这说明，在DNA甲基化的擦除和重建的各个阶段，启动子的DNA甲基化仍然会抑制相关基因的表达。

最后，对DNA甲基化是如何抑制转座子元件的机制进行了探讨。以常见的长散在重复序列（LINE）和短散在重复序列（SINE）进行了探讨。

在不同发育阶段，重复元件的表达与DNA甲基化的区域呈现负相关。胚胎发育早期DNA甲基化被擦除，重复元件的表达水平提升，后期DNA甲基化水平重建重复元件的表达水平被强烈抑制，维持较低的水平（图a，c）。此外，Alu、MIR、L1和L2的平均甲基化水平符合全基因组甲基化水平的变化。

本文对人类早期胚胎不同发育阶段样本的DNA甲基化水平进行了探讨，对DNA甲基化、组蛋白修饰、基因表达和转座子元件间的关系进行了研究。

人类早期胚胎发育的各个阶段全基因组的甲基化水平发生了剧烈的变化，发生了从去甲基化到甲基化重建的过程；不同发育阶段的细胞有其特有的差异甲基化区域；DNA甲基化与不类型的组蛋白修饰有完全不同的相关性，说DNA甲基化和不同类型的组蛋白修饰各自调控着一套基因集；转座子元件和DNA甲基化关系也十分密切，同样经历了擦除和重建的过程；另外，DNA甲基化的状态同时影响了基因的表达，尤其是发育后期启动子区域的甲基化与基因表达的负相关性明显增强。

总之，该文系统的研究了人类早期胚胎发育不同阶段的DNA甲基化情况，首次展示了人类早期胚胎的表观图景，为以后深入研究胚胎发育机制奠定了基础。

The DNA methylation landscape of human early embryos. NATURE. 2014. doi:10.1038/nature13544

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