卵或胚胎的移植

卵或胚胎的移植，用人工方法把哺乳動物的卵或胚胎由一個個體（供體）移植至同一或另一個個體（受體）內，使其繼續發育的技術。著床之前的各個發育時期，未受精卵、受精卵、各卵裂期桑椹胚直至游離的胚泡，都可移植。

基本介紹

• 中文名：卵或胚胎的移植
• 類型：自體移植，異體移植

移植類型

按受體的不同可把移植分為：

①自體移植，即供體和受體為同一個體；

②異體移植，即供體和受體為不同的個體，二者可為同種也可為異種。按所移植的部位不同，又可分為生殖管道內的移植和生殖管道外的移植。生殖管道內的移植自1891年W.希普首次報導移植兔胚成功之後，直至1971年，一直停留在作為研究生殖過程的一種實驗手段。20世紀70年代以來，由於體外培養哺乳動物早期胚胎、顯微操作等技術的進步，卵和胚胎移植的技術也得到了相應的發展。不僅在小鼠、大鼠、家兔等實驗動物上的套用已經穩定、常規化，而且在豬、馬、牛、羊等大家畜上已成為良種繁育的重要手段之一。有的國家已成立了商業性的胚胎移植機構，承擔超排卵、收集胚胎、移植胚胎、胚胎的低溫保存以及性別鑑定等一系列服務項目。

移植技術

各類動物的移植雖因具體情況而有所不同，但基本過程大致分為：供體卵或胚胎的準備　有兩種途徑可以得到供體的卵：

①供體發情期自發排卵；

②人工注射性激素誘導排卵。誘導排卵所用激素通常採用卵泡刺激素(FSH)和促黃體激素(LH)，前者促進卵巢內卵泡的生長和發育，後者促使成熟的卵泡排卵。但因FSH在體內易於失活，使用時需連續注射多次方能生效，故現在多改用孕馬血清，它在體內有效時間長，注射1次就可生效。LH也可用人絨毛膜促性腺激素(hCG)代替。激素誘導排卵所得卵的數量遠遠超過自發排出的，這一現象稱為“超排卵”。卵或胚胎的獲取　按卵子在供體體內發育的時期及其所在的位置不同，可自卵巢、輸卵管或子宮獲取卵或胚胎。表1～3中列舉了幾種動物胚胎早期發育時期及其在生殖管道內的部位。表1　小鼠自然交配後各時期的胚胎及其在生殖管道內的位置交配後時間（小時）排卵後時間（小時）發育時期位置0～2422～291細胞壺腹24～3824～572細胞輸卵管上端38～5044～593～4細胞輸卵管中、下端50～6450～595～8細胞輸卵管下端或子宮60～8077～80桑椹期子宮74～8277～82胚泡子宮表2　兔自然交配或注射激素後各時期的胚胎及其在生殖管道內的位置交配或注射促黃體激素後時間（小時）發育時期位置14～221細胞輸卵管20～282細胞輸卵管26～324細胞輸卵管32～448細胞輸卵管60～72桑椹期輸卵管、子宮70～144胚泡子宮表3　牛發情後各期胚胎在生殖管道內的位置發情後的時間（天數）發育時間位置0～2合子輸卵管1～32細胞輸卵管2～34細胞輸卵管3～58細胞輸卵管4～516細胞子宮5～6桑椹期子宮5～7桑椹晚期子宮7～8早期胚泡子宮①卵巢內卵母細胞的獲取如小鼠、大鼠等一般都是將動物處死，打開腹腔，將卵巢取出後取卵。大牲畜如牛、馬、羊等則可用外科手術將動物麻醉，局部打開腹腔，使卵巢暴露出來。它們的卵巢大，成熟的濾泡肉眼可見，可直接將卵子吸出。因此一個個體可重複使用多次。②輸卵管內卵和胚胎的獲取卵自卵巢排出後，便進入輸卵管上端；隨著胚胎的發育逐漸向輸卵管下端移動而進入子宮。若欲取受精卵或合子，由於它們當時位於輸卵管的壺腹處，可用一細針將該處刺破，便見卵子脫管而出。若欲取2細胞以後的各個時期，則可用沖洗輸卵管法獲卵。兔和大家畜的卵和胚胎可用外科手術法或非外科手術法。卵和胚胎的體外短期培養　卵和胚胎從供體生殖管道內取出後，在體外停留時，應注意儘可能創造相當於母體生殖管道內的條件，如適當的培養液、pH、溫度以及無菌環境等。牛、山羊和綿羊的胚胎在0～10℃下可儲存幾天而不影響其生活力。豬胚可在15℃以上保存幾天。大家畜的胚胎若要作遠距離的運輸，也可暫時移至其他小動物如兔的輸卵管內，作為短時間儲存和運輸的載體。卵和胚胎的低溫保存　1972年D.G.惠廷厄姆等首次報導經冷凍保存後的胚胎移植至受體後能產生活的後代。低溫保存胚胎具有很大的實用價值，特別對於一些突變體可以使之無限期的保存。這一方法對大家畜遠程運輸也帶來很大的方便。卵和胚胎的移植　各種哺乳動物卵子受精後，母體的生殖管道就隨著胚胎髮育的進展發生著一系列形態和功能上的變化，這些變化都是在內分泌的控制下發生的。胚胎髮育和生殖道的變化在時間上是密切相關的，如果兩者不配合，胚胎就不能存活。因此卵或胚胎移植成功的關鍵在於供體、受體的內分泌狀態及其生殖管道的相應變化的一致性，或稱之為供、受體動情周期的同步化。同步化的方法有兩種，一種是天然同步化，即準備大量的受體動物，檢查它們的發情周期，選擇那些與供體處於相同時間的個體作為受體。另一種是人工同步化，根據不同的方法，如發情周期很短的小鼠，可利用“假孕”的辦法，即使雌鼠與已結紮輸精管的雄鼠交配，這樣卵子雖未受精而生殖管道將會保持一段時間與真孕者相同的狀態。又如牛、羊、馬等發情周期較長的動物，可以注射激素，使發情期同步化。常用的激素有前列腺素F2α(PGF2α)及其合成的類似物或孕酮等。不論大小動物都可用外科手術進行卵或胚胎的移植。移植的意義　哺乳類胚胎在體內發育。體外培養的小鼠胚胎，最多只能達到心搏和體節出現的時期。因此，有關哺乳動物早期發育的實驗研究都有賴於卵和胚胎移植手術能成功。20世紀60年代以來，隨著離體受精、卵和胚胎移植等技術的進步，過去在兩棲類等動物早期發育上行之有效的各種實驗分析方法，如裂球的分離、胚胎融合，以及核移植等，也可以成功地套用到哺乳動物，得到了許多重要的理論上的發現，促進了哺乳類實驗胚胎學的發展。此外，卵和胚胎移植還為把遺傳工程技術套用到高等動物，改變經濟動物的遺傳性創造了條件。80年代初有人把大鼠的生長激素基因導入小鼠受精卵內，再移植到小鼠體內後，發育成的小鼠體積遠遠超過小鼠，並且這種性狀還可以遺傳下去。卵和胚胎的移植還有重要的實用價值。如母牛卵巢內擁有的卵母細胞比其生殖年齡中能被利用的卵多1 000倍以上，大多數未被排出的卵在卵巢內退化，超排卵可以促使多量的卵子成熟排出，但是一頭母牛的子宮所能容納的胚胎是有限的，通常一頭母牛最多產兩仔，為了使超排的卵得以發育，就必須通過移植把卵移到其他的受體內。移植技術還可以使子宮不孕的良種母畜獲得後代。如有的母畜由於年齡或子宮疾病，胚胎不能著床，但排卵正常，用胚胎移植的方法就可以解決這一問題。移植技術對良種動物的進出口貿易具有重要的意義，隨著胚胎低溫保存技術的改進，必然會以胚胎運輸的方式取代成畜的運輸，因為運輸胚胎方便、經濟又可以避免疾病的傳播。移植技術還可用於品種改良。D.G.惠廷厄姆等(1977)把小鼠的未受精卵冷凍保存，解凍後進行離體受精，獲得了正常發育的胚胎。布拉克特(1980)又成功地得到牛未受精卵離體受精後發育至4細胞期，這些結果與胚胎移植技術結合，就有可能獲得後代。冷凍保存的未受精卵體外受精後能正常發育，將使建立各種優良品種及突變珍奇品種的卵子庫成為可能。結合離體受精，以及X、Y精子的分離（或胚胎性別的鑑定），細胞核移植等技術，人們有朝一日終將可以按需要選擇雌雄配子的品種，按自己願望製造雌雄個體，並以極其輕便的方式運輸到世界各地。