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克隆、干细胞及辅助生殖

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克隆、干细胞及辅助生殖. 杨增明 厦门大学生命学院. Sperm Motility. Sea Urchin Fertilization: Scanning Electron Microscope. 内容. 克隆 干细胞 辅助生殖. 一、克隆( clone/cloning ). “ 克隆 ”一词是来源于英文单词 clone 的音译,其原义是通过无性形式由单个细胞产生的,和亲代非常相象的个体。 克隆动物 ( cloned animal )是指由一个动物经无性繁殖或孤雌生殖而产生的后代,克隆个体和被克隆个体在遗传上是完全相同的。

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Presentation Transcript
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克隆、干细胞及辅助生殖

杨增明

厦门大学生命学院

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内容
  • 克隆
  • 干细胞
  • 辅助生殖
clone cloning
一、克隆(clone/cloning)
  • “克隆”一词是来源于英文单词clone的音译,其原义是通过无性形式由单个细胞产生的,和亲代非常相象的个体。
  • 克隆动物(cloned animal)是指由一个动物经无性繁殖或孤雌生殖而产生的后代,克隆个体和被克隆个体在遗传上是完全相同的。
  • 动物克隆(animal cloning)是指制作克隆动物的方法,主要有胚胎分割和核移植两种方法。
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根据核供体细胞的分化程度,可将核移植分为
  • 胚胎细胞核移植(embryonic nuclear transfer)
  • 体细胞核移植(somatic nuclear transfer)。

根据核供体和核受体是否同一物种,又可分为

  • 同种核移植(intraspecies nuclear transfer)
  • 异种核移植(interspecies nuclear transfer)。
what is cloning are there different types of cloning
What is cloning? Are there different types of cloning?

(1) 重组DNA技术或DNA克隆

(recombinant DNA technology

or DNA cloning)

(2) 生殖性克隆(reproductive cloning)

(3) 治疗性克隆( therapeutic cloning)

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无性生殖
  • 在无性生殖中,一个个体可分成两个或两个以上相同或不同的部分,仅有一个亲本的参与,生殖过程中没有配子的形成。
  • 在有性生殖过程中,特化的雄性生殖细胞和雌性生殖细胞发生融合,形成的合子同时携带有两个亲本的遗传信息。
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自然条件下的无性生殖的七种方式

(1)出芽生殖

(2)分裂生殖

(3)断裂

(4)质裂生殖

(5)胞囊生殖

(6)孤雌生殖

(7)孤雄生殖

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有性生殖
  • 在有性生殖的生物体(高等生物)中含有两大类细胞,

一是构成组织和器官并执行各种功能的体细胞

二是携带有特定的遗传信息并具有受精后形成合子能力的生殖细胞。

生殖细胞包括卵子和精子两类。有性生殖周期是体细胞与生殖细胞相互转变的过程。在高等生物的机体中,只有一小部分细胞为生殖细胞,然而它们却是正常生命周期中的一个关键环节。

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Somatic cell nuclear transferInterspecies SCNT. (A) Enucleation of bovine oocyte at metaphase II; (B) Selection of adult human donor cell; (C) Injection of adult human donor cell into the perivitelline space. (D) Human donor cell attached to the enucleated bovine oocyte.
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第一个克隆的哺乳动物
  • The Cloning of Dolly
cumulina
第一个克隆小鼠(Cumulina)
  • In 1997, scientists cloned the first mouse from adult cells, calling her Cumulina.
  • Cumulina died at the age of two years and seven months at a relatively healthy age for a mouse.
  • Mice remain one of the more difficult species to clone.
  • Nature 394:369-374.
  • Teruhiko Wakayama
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克隆牛(1998)
  • George and Charlie, born in 1998, were the first cloned transgenic calves, paving the way for "pharming".
  • Scientists hope to combine cloning and genetic modification to create animals capable of producing medicinal products.
  • One of the calves' creators is now president of a company aiming to produce human antibodies.
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克隆山羊(1999)
  • April 1999: First (three) cloned goats;
  • Mira, Mira, and Mira...,
  • Louisiana State University and Tufts University School of Veterinary Medicine,
  • Nature Biotechnology.
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克隆猪
  • August 2000: First cloned Piggies:
  • Roslin Institute / Geron
  • National Institute of Animal Industry in Japan (cute picture!)
  • simultaneously publish in Science and Nature

首例体细胞克隆猪Onishi A等,

2000)

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克隆骡
  • 2003年5月4日,经过正常的346天妊娠后,在美国爱达荷大学出生一头体重49公斤的小骡子,这是世界上第一头被克隆的马属动物,也是第一头无生育能力的动物被克隆。
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克隆濒危野牛(2001)
  • Endangered species In 2001, scientists announced the birth of a cloned gaur, a rare wild ox.
  • Noah, was created from the skin cells of a male gaur that had died eight years previously; but Noah died just 48 hours after delivery.
  • Cloning endangered species, or even species that are extinct, has been suggested as a method for conserving animal populations.
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克隆兔(2002)
  • Rabbits born from somatic nuclear transfer
  • Chesné, P. et al.
  • Cloned rabbits produced by nuclear transfer from adult somatic cells.
  • Nat Biotechnol 20, 366-369 (April 2002).
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克隆大鼠(2003)
  • Ralph the rat Rats are particularly difficult to clone: the first, Ralph, was produced in 2003.
  • rat eggs "activate" as soon as they leave the ovaries, making it difficult to introduce new genetic material.
  • A chemical is needed to stabilise the embryo before cloning is possible.
  • The French announce a new twist on cloning - rats (great models for diabetes and hypertension) have been much more difficult to clone because their oocytes (necessary for SCNT/cloning) speed through meiosis.
  • Zhou et al succeeding in cloning Ralph

(the rat) by using a drug to block the first

metaphase-anaphase transition,

a technique they call

delayed oocyte activation.

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克隆马(2003)
  • August 2003: World's first cloned horse born to its genetic twin: -- "Italian scientists have created the world's first cloned horse, Prometea, from an adult cell taken from the horse who gave birth to her. ".
  • Nature 2003 Aug 7;424:635. Pregnancy: a cloned horse born to its dam twin.
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克隆狗(2003)
  • a, Snuppy, the first cloned dog, at 67 days after birth (right), with the three-year-old male Afghan hound (left) whose somatic skin cells were used to clone him. Snuppy is genetically identical to the donor Afghan hound.
  • b, Snuppy (left) was implanted as an early embryo into a surrogate mother, the yellow Labrador retriever on the right, and raised by her.
  • However, in 2006, Snuppy’s clone status had to be rechecked after doubts were cast on the work of his creator,
  • Korean scientist Hwang Woo-suk(黄禹锡).
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克隆狼
  • Kim MK, Jang G, Oh HJ, Yuda F, Kim HJ, Hwang WS, Hossein MS, Kim JJ, Shin NS, Kang SK, Lee BC.Endangered wolves cloned from adult somatic cells.
  • Cloning Stem Cells. 2007 Spring;9(1):130-7.
  • Erratum in: Cloning Stem Cells. 2007 Autumn;9(3):450.
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克隆雪貂(2006)
  • Cloned ferrets produced by somatic cell nuclear transfer
  • Li and Engelhardt,
  • Dev Biol. 2006 May 15; 293: 439–448.
  • Why?
  • The domestic ferret (Mustela putorius furo) is the ideal animal model for influenza infections and potentially other human respiratory diseases such as cystic fibrosis(囊性纤维化)
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多少种哺乳动物已被克隆?
  • 共有13种
  • 绵羊、山羊、牛、小鼠、大鼠、猪、马

骡子、猫、狗、兔、猴、貂、狼、

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中国的克隆动物
  • 山羊:西北农林科技大学
  • 绵羊:中科院发育所
  • 牛:莱阳农学院?中科院动物所?
  • 猪:中国农业大学
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左图为2000年在西北农林科技大学出生的第一头山羊,
  • 中间为20003年出生的第三代克隆羊
  • 国际上1999年首次得到
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2005年问世的我国第一头体细胞克隆猪。
  • 8月8日,中国农业大学对外宣布,李宁教授领导的课题组经过一年多的科技攻关,一头体重1130克的克隆小香猪于8月5日在河北省三河市明慧养猪公司顺利诞生。这是我国独立自主完成的首例体细胞克隆猪,表明了我国在此项研究上已经达到了国际先进水平。
  • 国际上2000年首次得到
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哺乳动物的异种克隆
  • 同种克隆是指构建重构胚所用的供体细胞和受体卵母细胞都是来源于同一物种。
  • 相对于同种克隆而言,动物异种克隆是指构建重构胚所用的供体细胞和受体卵母细胞不是来源于同一物种。
  • 哺乳动物异种克隆包含有异种核移植和异种妊娠两个方面。
  • 异种克隆突破了物种之间的“生殖隔离”限制,涉及到物种之间在分子、细胞和生理水平上的相互作用。
  • 因此,异种克隆为研究核质关系、基因表达调控、细胞分化和物种进化等的一个十分重要的模型,对物种的改良、濒危动物的保护也具有十分积极的意义。
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目前,虽然在多种动物已经实现了体细胞克隆,但要进一步克隆其它动物时,研究者却遇到了许多困难。
  • 首先是体细胞克隆的效率非常低,要得到一只克隆动物需要构建上百枚重构胚。因此,需要大量的卵母细胞,要获得大量的卵子对某些动物来讲又非常困难,甚至不可能,如濒危动物。
  • 其次,不同动物的卵母细胞存在巨大差异,某些动物的卵子十分脆弱,无法进行显微操作;由于未知的原因,某些动物的卵母细胞体外不能培养,也不能孤雌激活。
  • 因此,采用同种克隆方法来克隆这些动物是不现实的。
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二十世纪末,同种细胞克隆在多种动物成功以后,科学家开始研究以应用为目的的异种体细胞克隆。
  • 1999年,陈大元教授领导的研究小组将大熊猫的子宫上皮细胞、骨骼肌细胞和乳腺上皮细胞分别移入去核的兔卵母细胞中,得到了10%左右的囊胚发育率。
  • 同年,Dominko等把绵羊、猪、猴和大鼠体细胞核移植到去核牛卵母细胞中,得到了异种重构胚,其中绵羊—牛、猴—牛、猪—牛异种重构胚在体外培养可以发育到囊胚。
  • White等把Argali野羊的皮肤成纤维细胞移入去核绵羊卵母细胞中,获得异种重构胚,重构胚发育到16~32细胞期时,移入6只受体绵羊中。胚胎移植后第45天用超声波检测发现有1只妊娠,但该受体羊妊娠到59天发生流产。
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到本世纪初,哺乳动物异种克隆的可行性才得到证实。
  • 2000年,Lanza等把一种野牛(Bos gaurus)的皮肤成纤维细胞移入去核的牛卵母细胞得到重构胚,最后有一头受体妊娠到期,产下1头发育正常的异种克隆野牛;
  • 2001年,Loi等将欧洲盘羊(Ovis orientalis)的颗粒细胞注入绵羊的去核卵母细胞中,重构胚发育到囊胚时移入受体绵羊子宫角,产下了1只正常的欧洲盘羊。
  • 这些研究结果表明,牛、羊、兔的卵母细胞可以使异种体细胞核去分化和重编程。虽然哺乳动物异种克隆的可行性已经得到证实,但作为一种技术却还远未成熟。
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为何要克隆动物?

1、克隆家畜:可用于产奶、供应血和提供可移植的器官、疾病的动物模型

(1)敲除半乳糖基转移酶的猪,可用于器官移植。因为alpha 1,3半乳糖可导致猪器官移植到人后产生急性排斥反应。

(2)使牛具有人的免疫系统:将一人的人工染色体插入克隆牛胚胎中后,可使牛产生人的抗体,因为这个染色体携带可制造人抗体的基因。

2、克隆濒危动物

3、治疗性克隆(therapeutic cloning)

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August 7th, 2001: Human cloning conference: a joint panel of the National Academy of Science Committees on Science, Engineering Public Policy and the Board of Life Sciences to discuss the ethical and scientific concerns of human cloning
  •  "Despite warnings from scientists, 3 privately-funded US / European groups vowed at the meeting (and on televised coverage of the meetings) to continue their programs on Human Cloning.“
the three groups currently attempting to clone humans for reproductive purposes
The three groups currently attempting to clone humans for reproductive purposes

1. Dr. Severino Antinori: of Italy, who became infamous in 1994 when he helped Rosanna Della Corte, a 63-year-old woman give birth.   Plans to use the man's genetic material and the woman's egg (and egg cytoplasm, which contains the woman's mitochondria).

2. Dr. Panos Zavos: of Lexington KY, director of the Andrology Institute of America, and the Kentucky Center for Reproductive Medicine.

3. Dr. Brigitte Boisselier: scientific director of Clonaid, "The First Human Cloning Company" . Founded several years ago by Rael, a spiritual leader of the Raelian Movement, who believes that human life is the result of extraterrestrial genetic experiments.

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安全考虑

1. 动物克隆的效率很低,近期内不会有突破

  • It took 277 attempts to get 1 cloned sheep - Dolly.
  • It took 305 attempts to get Idaho Gem and Utah Pioneer
  • It took 460 attempts to get Kaguya(孤雌克隆小鼠)
  • 通常需要试数百次,才能得到一个活的克隆动物。
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2. 克隆导致妊娠期或刚出生期的发育障碍
  • 核移植胚胎最多只有不到 (<4%)能存活到出生期,而且其中很多在初生前后死亡。
  • 具有很多自发性流产或出生后不久死亡
  • 胎盘功能异常(妊娠期胚胎死亡)
  • 呼吸困难和循环系统问题(为新生期死亡的主要原因)
  • 即使一些看似健康的个体出生后,也具有肺、肝、肾和脑方面的异常
  • 很多存活者为超大型,即后代巨大症(Large Offspring Syndrome)
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二、胚胎干细胞
  • 干细胞(stem cell)
  • 胚胎干细胞

(embryonic stem cell, ES cell)

  • 胚胎生殖细胞

(Embryonic germ cells, EG cells)

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2007年度诺贝尔生理学或医学奖
  • 瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将2007年度诺贝尔生理学或医学奖授予:
  • 美国科学家马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯、英国科学家马丁-埃文斯,以表彰他们在干细胞研究方面所作的贡献。
  • 这三位科学家是因为“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”而获得这一殊荣的。
  • 这些发现导致了一种通常被人们称为“基因打靶”的强大技术。这一国际小组通过利用胚胎干细胞在小鼠身上引入特定基因修饰。
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Nature. 1981 Jul 9; 292(5819):154-6.

Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos.

Martin J. Evans(马丁-埃文斯), Kaufman MH

Department of Genetics, University of Cambridge, UK.

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什么是干细胞?
  • 干细胞是具有无限期产生各种分化细胞能力的细胞。它是各种干细胞的统称。通常认为干细胞有几个主要特征:
      • 它们是未分化的,但具有分化成各种特定细胞的能力;
      • 它们可无限地分裂产生大量后裔;
      • 其子细胞有两种命运,保持为干细胞或分化为特定细胞。
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干细胞分类
  • Totipotent stem cell: 全能干细胞, 如受精卵
  • pluripotent stem cell:

多能干细胞,如囊胚中的内囊细胞

  • multipotent stem cell: 专能干细胞,如造血干细胞
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内细胞团

饲细胞层

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鉴定ES细胞的方法
  • 碱性磷酸酶
  • SSEA-1(胚胎时期胚胎抗原-1)
  • OCT4
  • 体外自发性分化
  • 诱导性分化
  • 形成胚样体的能力
  • 形成嵌合体的能力
  • 形成生殖细胞的能力
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第一个胚胎干细胞
  • ES cells (embryonic stem cells)
  • 1981年小鼠ES细胞
  • 1998年人ES细胞
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人体ES细胞的分离
  • James A Thomson et al, 1998

Wisconsin Regional Primate Research Center, University of Wisconsin

从人胚泡得到胚胎干细胞(Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts)

Science 282:1145

  • Shamblott MJ, ……John D Gearhart, 1998

从培养的人原始生殖细胞得到多潜能的干细胞(Derivation of pluripotent stem cells from cultured human primordial germ cells)

PNAS 95:13726-13731

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畸胎瘤

胚泡的内细胞团

生殖嵴

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韩国首尔大学调查委员会公布的最后调查结果
  • 证实黄禹锡及其研究小组除成功培育出全球首条克隆狗外,其余科研成果均系造假。
  • 伪造包括: 2004年论文中所提到的通过人类体细胞克隆早期胚胎而提取的干细胞根本不存在。

2005年发表在Science杂志上的论文完全属于造假,将两个干细胞系夸大为11个干细胞系,并且这两个胚胎干细胞也并非体细胞克隆干细胞,而是受精卵胚胎干细胞。

nat cell biol 2006 apr 8 4 384 90 dyce pw wen l li j university of guelph guelph ontario canada
用猪胎儿皮肤分离得到的干细胞具有发育为生殖细胞的能力Nat Cell Biol. 2006 Apr;8(4):384-90. Dyce PW, Wen L, Li J.University of Guelph, Guelph, Ontario, Canada.
  • 从猪胎儿皮肤中分离的干细胞具有分化成卵母细胞样细胞的能力。
  • 这些细胞能形成卵泡样聚集体,可分泌雌激素和孕酮,并能对促性腺激素发生反应。聚集体中的一些细胞可排出大的卵母细胞样细胞。这些细胞可表达透明带蛋白(ZP)等卵母细胞标志分子。
  • 一些卵母细胞样细胞可自发性发育,形成孤雌胚胎样的结构。
  • 这些由皮肤细胞来的卵母细胞样细胞可能为组织治疗提供了新的可能性,并为研究生殖细胞形成和卵子发生提供了一个新的体外研究模型。
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科学家用未受精卵培育出胚胎干细胞
  • 通过刺激未受精的卵子培育出了胚胎干细胞。
  • 通过刺激妇女未受精的卵子让胚胎开始发育。科学家认为,胚胎培育的过程不能持续太长从而形成胎儿,但研究显示,这个过程足以培育出与卵子提供者基因相匹配的干细胞。
  • 这项研究由来自美国马里兰州沃克斯维尔生命线细胞科技公司的科学家和来自莫斯科的科学家共同完成,研究成果发表在《克隆与干细胞》杂志网站上。
  • 希望通过移植手术治疗糖尿病或脊髓损伤等疾病的女性可以向实验室提供卵子,实验室再用卵子培养出不受机体排斥的组织。
  • 通过其他途径制造胚胎干细胞的做法一直遭到伦理上的反对,这种方法能否避免伦理之争,伦理学家们意见不一。
  • 但是提取干细胞的过程会损坏胚胎,因此很多人持反对态度。
  • 科学家们说,用这种方法无法制造出与男性基因相匹配的干细胞。
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《自然》:基因重组可制造 “类胚胎干细胞”
  • 最近,三个独立的科研小组的研究成果表明,对正常小鼠细胞进行基因重组改造,能够成功制造出“胚胎干细胞”,几乎与源于胚胎的胚胎干细胞没有区别。这一技术有望使科学家摆脱了对卵子和胚胎的依赖,也为未来干细胞用于个体治疗带来了希望。相关论文将分别发表于近期的《自然》以及《细胞—干细胞》上。
  • 早在去年,日本京都大学的Shinya Yamanaka就做了相关的研究。他发现,将一种与胚胎干细胞多能性相关的四基因联合体导入到小鼠尾部细胞中时,这些细胞能够具有类似于胚胎干细胞的性质。 
  • 而分别由Shinya Yamanaka,麻省理工学院的Rudolf Jaenisch以及哈佛大学的Konrad Hochedlinger领导的三项最新研究,就是以上述发现作为基础。
induced pluripotent stem cells
Induced pluripotent stem cells(诱导性多潜能干细胞))
  • 诱导性多潜能干细胞,缩写为iPS cells或iPSCs,是一类由人工方法从非多潜能细胞来的多潜能干细胞,通常是在成体的体细胞中强迫表达一些基因来得到的。
  • 诱导性多潜能干细胞与自然多潜能干细胞在很多方面均很相似,如一些干细胞基因和蛋白的表达、染色质的甲基化型式、胚样体的形成、畸胎瘤的形成、潜能和分化能力等,但是否完全相同仍无定论。
  • 2006年在小鼠中首次得到IPSCs,2007年在人中首次得到。
  • 为干细胞研究方面的重要进展,在治疗性克隆中可避开使用争议很大的胚胎。
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Personalized Stem Cells One Step Closer to RealityResearchers Create Disease-Specific, Individualized Human Stem CellsABC News Medical UnitJuly 31, 2008
  • Researchers from Harvard and Columbia Universities used skin cells from two patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)(肌萎缩性侧部硬化) to create stem cells and then reprogrammed them to morph into replacement motor neurons.
  • "It opens doors to making patient-specific stem cell lines," said Dr. Kevin Eggan, principle faculty member at the Harvard Stem Cell Institute and lead author of a study that was released today in the journal Science.
  • "You can use these cells to make the actual cell type for that person's disease."
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Researchers Use Embryonic Stem Cells to Treat DiabetesStudy in Mice Shows Promise; Hurdles RemainBy AUDREY GRAYSONABC News Medical UnitFeb. 20, 2008
  • Doctors may be one step closer to using stem cells to cure diabetes, according to a new study by researchers at the stem cell engineering company Novacell, Inc. in San Diego who report that they managed to convert human embryonic stem cells into insulin-producing cells.
  • The researchers, who reported their findings in the journal Nature Biotechnology, found that when they injected these human cells into diabetic mice, the treatment alleviated diabetes in the rodents.
  • The new technique used by his team will provide doctors with a bulk supply of clean, uncontaminated insulin-secreting cells
stem cells a new path to pluripotency nature 451 858 14 february 2008
Stem Cells: A new path to pluripotency Nature451:858 (14 February 2008)
  • Soon after, in December, George Daley, of Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, and his colleagues also demonstrated iPS cells could be generated from a wide variety of adult cells.
  • "For any patient we can use the technique and take a skin biopsy to establish a pluripotent cell," says Daley.
  • One of the most valuable aspects of the iPS-cell technology currently, he says, is the ability to perform disease modelling.
  • And to take advantage of this, Daley and his colleagues are working on generating large numbers of disease specific iPS-cell lines.
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尽管在干细胞研究方面取得了巨大的进展,但iPS cells还有很长的路要走,因为制备时使用了病毒。
  • 这些病毒可能引起突变,也具有激活原癌基因的可能性。目前iPS细胞仅为研究工具,而不能用于治疗。
  • 以后将尝试制备这些细胞时不用病毒,可用融合蛋白或小分子来试。
  • 除了避免遗传修饰来制备外,这些细胞是否真正具有胚胎干细胞的特性和潜能也有疑问。
  • 在转入的四个基因中,到底哪个基因对于重编程是必需的仍无定论。目前认为转录因子OCT4和SOX2可能对于重编程和潜能来说是必需的,因为它们位于转录因子网络的中心位置,其他因子可能起辅助作用。
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Yamanaka在研究中揭示了基因改造对这种特殊小鼠的后代的“副作用”——在121只小鼠中,有20%产生了肿瘤。
  • Yamanaka说,这说明了使用逆转录病毒的危险性,因为它能引发致癌基因的活性。
  • 这一缺憾表明,人类距离应用重组的成熟细胞进行疾病治疗还有很长的路要走。
  • 这些研究最令人惊奇之处在于,基因重组的想法现在已经不再是克隆专家的专利,任何能研究分子生物学和细胞生物学的人都可以利用它。
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人造细胞
  • 人造精子
  • 人造卵子
  • 人造组织
  • 人造器官
  • ……
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需要解决的问题
  • 怎样指导细胞向特定途径分化?
  • 怎样克服免疫排斥?
  • 怎样制造一个器官?
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三、辅助生殖
  • 辅助生殖(assisted reproduction)
  • 生殖医学(reproductive medicine)
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不孕症在国外的发病率约为15%~20%。
  • 自从世界上第一例试管婴儿路易斯布朗(Louise Brown)1978年7月25日在英国诞生以来,体外受精、促排卵技术、显微受精、胚胎培养、胚胎冷冻等辅助生殖技术迅速发展
  • 据估计,全世界每年大约有100,000例试管婴儿出生。
  • 我国的第一例试管婴儿自1988年出生以来,辅助生殖技术已在全国的绝大多数地区得到推广。
  • 厦门在174医院已出生试管婴儿
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Zheng Mengzhu (left), China's first test-tube baby, now 20 , kisses professor Zhang Lizhu, 87 - who helped her mother fall pregnant via in vitro fertilization - at a ceremony last month in Beijing. Yang Shen
  • Test tube baby boom2008-03-12  
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试管婴儿之父——张民觉
  • 张—奥发现精子获能为体外受精创造奇迹
  • 口服避孕药的开发
  • 他曾三次被提名为诺贝尔奖候选人
  • 1989和1990年先后,

当选为第三世界和美国科学院院士荣衔。

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Intra Uterine Insemination (IUI)

(子宫内授精)

  • Therapeutic Insemination with Donor Sperm (TID)(治疗性供体精子授精) 
  • In-Vitro Fertilization (IVF)  (体外受精)
  • Gamete IntraFallopian Transfer (GIFT) (配子输卵管内移植)
  • IntraCytoplasmic Sperm Injection (ICSI)(细胞质内精子注射) 
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子宫内授精 (IUI)通过子宫颈,将精子直接放入妇女子宫中适合于子宫颈炎、宫颈狭窄、宫颈粘液异常、不明原因不孕症、男性因素不孕症和免疫性不孕症

tid tid
治疗性供体精子授精(TID)TID是将供体的精子直接放入患者的子宫中
  • 适合于严重的男性因素不孕症,如精子数很低或完全没有精子,以及男性携带遗传病等
in vitro fertilization ivf
In-vitro fertilization (IVF)
  • IVF 适合于输卵管堵塞、男性因素不孕症、以前子宫内授精失败者。

采精

超数排卵

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细胞质内精子注射 (ICSI)将精子直接注射到卵子的细胞质中
  • 适合于严重男性因素不孕症、以前IVF中失败或受精率很低的患者
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Microsurgical Epididymal Sperm Aspiration (MESA)

(显微外科法抽取附睾精子)

  • Testicular Sperm Extraction (TESE)

(睾丸精子抽取)

  • Round Spermatid Injection (ROSI)

(圆形精子细胞注射)  

  • Sperm Cryopreservation and Thawing

(精子冷冻和解冻)

  • Embryo Cryopreservation and Thawing

(胚胎冷冻和解冻)

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Sperm donation (精子捐献)
  • Oocyte donation (卵母细胞捐献)
  • Embryo donation(胚胎捐赠)
  • Assisted hatching (辅助孵化)
  • Traditional surrogacy (传统代孕母亲)
  • Gestational surrogacy(妊娠代孕母亲)
  • Gender selection (性别选择)
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精子

胚胎性别鉴定

X Y

Y X Y

X Y X Y

XY

XX

精子分选

X

Y

slide139
卵母细胞质互换

中老年妇女

年轻靓丽妇女

互换后的中老年卵

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雄原核

雌原核

不能发育

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仅哺乳动物放弃了孤雌生殖,后者是仅从母性生殖细胞来产生后代。
  • 小鼠的孤雌生殖胚胎在妊娠第10天左右死亡。
  • 由于配子发生过程中双亲的基因组发生了特异性的表观遗传性修饰,双亲生殖是必需的。
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April 2004: Mouse created without fatherKaguya"(Japanese folk tale) Mouse born by combining 2 egg nuclei. Kaguya was the ONLY pup of 460 attempts (but healthy and fertile).
  • Key to the success= use of an immature, female egg that lacked key imprinting proteins H19 and Igf2, making the egg more sperm-like".
  • We have shown for the first time that it is possible to obtain a viable adult mouse from two maternal genomes.").
  • Twenty-seven "bimaternal" mice survived to adulthood!!!
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对女性来说相对容易
  • 自己具有卵母细胞
  • 两个雌原核可以发育
  • 自身具有子宫
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男子怀孕及分娩的可能性
  • 已用皮肤细胞得到卵子样细胞
  • 人中宫外孕已经得到后代
  • 两个雄原核的胚胎可以发育
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胚胎体外培养
  • 小鼠胚胎可在体外培养到13天,

但小鼠的整个发育需要20天。

  • 人胚胎只能培养几天,但人的妊娠期260-270天
  • 是否可买一培养箱用于生小孩?
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伦理道德问题
  • 我国辅助生殖技术的规范和原则
  • 2003年3月以来,卫生部对原来于2001年出台的人类辅助生殖技术管理办法及一系列相关文件进行了修改,提高了应用相关技术的机构设置标准、人员的资质要求和技术操作的技术规范,并进一步明确和细化了技术实施中所应遵循的原则。
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卫生部新修订的《人类辅助生殖技术规范》中制定了10大禁令

(1)禁止给不符合国家人口和计划生育法规和条例规定的夫妇和单身妇女实施人类辅助生殖技术;

(2)禁止性别选择;

(3)禁止实施代孕技术;

(4)禁止实施胚胎赠送;

(5)禁止实施以治疗不育为目的的人卵胞浆移植及核移植(包括克隆人)技术;

(6)禁止人类与异种配子的杂交,禁止人类体内移植异种配子、合子和胚胎,禁止异种体内移植人类配子、合子和胚胎;

(7)禁止以生殖为目的的对人类配子、合子和胚胎进行基因操作;

(8)禁止实施近亲间的精子和卵子结合;

(9)禁止在患者不知情和自愿的情况下,将配子、合子和胚胎转送他人或进行科学研究;

(10)禁止开展人类嵌合体胚胎试验研究。

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