克隆動物出生率低關鍵原因被破解

2020-12-05 科學網

 

4月9日，由中國科技館、北京學生活動管理中心共同主辦的2011FLL機器人世錦賽中國公開賽在北京舉行開幕式，來自全國28個省份的1000名學生參加。獲勝的隊伍可以代表我國參加今年6月在荷蘭舉行的FLL機器人世錦賽。圖為開幕式上的機器人表演。

 

本報記者 潘希/攝影報導

 

本報訊 一直以來，如何提高克隆動物的出生率是科學家關心的課題。4月8日，在國際著名學術期刊Cell Stem Cell上，中科院上海生科院生化與細胞所李勁松研究組發表最新研究成果，確證克隆囊胚滋養外胚層存在的重編程異常細胞是克隆胚胎發育失敗的關鍵原因，他們通過修復這些缺陷使克隆動物出生效率提高了6倍。

 

自體細胞克隆技術問世以來，克隆胚胎發育成個體的效率一直很低。以小鼠為例，50%～70%的核移植重構胚胎在體外能發育成囊胚，但是，將這些囊胚移入假孕小鼠子宮內，只有3%左右的囊胚能發育成克隆動物。

 

為什麼大部分克隆囊胚不能發育成個體呢？一種假說認為，克隆囊胚滋養外胚層存在重編程異常細胞是克隆胚胎發育失敗的主要原因。然而，這一假說一直沒有被直接證實，最近的一些間接證據甚至顯示這一假說可能並不正確。

 

為了驗證這一假說，李勁松研究組的林江維等人採用了一種被稱為四倍體胚胎補償的技術。四倍體胚胎補償技術是將四倍體胚胎與二倍體胚胎聚合成一個胚胎，在聚合胚胎的發育過程中，四倍體的細胞絕大部分發育成胚外組織，而胎兒則是由二倍體發育而來。該技術通常用於挽救二倍體胚胎由於胎盤發育缺陷導致的發育失敗。林江維等人認為，如果克隆囊胚滋養外胚層的確存在重編程異常細胞，並導致克隆胎兒發育的失敗，那麼通過四倍體胚胎補償技術就能夠顯著提高克隆胎兒的出生效率。

 

他們將一個克隆胚胎與兩個四倍體胚胎聚合在一起，發現聚合胚胎的出生率提高了2.6倍。說明當克隆滋養外胚層嵌入具有正常功能的四倍體細胞後，克隆胎兒的發育率得到了明顯的改善。

 

在這一實驗中，異常的克隆滋養外胚層細胞仍然存在於胚外組織中，會對胎兒的發育產生不利影響。因此，李勁松小組預測，將克隆囊胚的滋養外胚層細胞全部替換成四倍體細胞會進一步提高克隆動物的出生率。為此，他們採用免疫手術法，去掉克隆囊胚的滋養外胚層細胞，然後將分離出來的內細胞團細胞與兩個四倍體胚胎進行聚合，結果發現克隆動物的出生率提高了6倍。

 

最後，林江維、李勁松等人又作了一個相反的實驗，即將正常囊胚的內細胞團細胞與兩個克隆來源的四倍體胚胎進行聚合，發現出生率與直接核移植後的克隆小鼠出生率相似。這些結果充分證明：克隆囊胚的滋養外胚層中存在重編程異常細胞並影響胎兒的發育。

 

專家認為，這一結果對核移植研究領域的發展具有重要意義，也為提高動物克隆效率及核移植技術在人口健康領域（治療性克隆）的應用提供了重要理論依據。該項工作得到了科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院以及上海市科委的經費支持。（黃辛 肖潔）

 

《科學時報》 (2011-04-12 A1 要聞)

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