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孤雌激活胚胎遗传学研究

孤雌激活胚胎遗传学研究   【摘要】孤雌激活是当前生殖生物学的一个重要研究内容,对早期胚胎发育机理、核移植重构胚以及干细胞系建立具有巨大的临床意义。目前孤雌激活胚胎的发育能力很差,与其遗传学密切相关。当前对遗传学的研究局限在对单个基因及染色体的研究阶段,对其遗传学的研究对于找出影响孤雌激活胚胎发育能力的原因,提高孤雌激活胚胎的发育能力很有意义。因此,对孤雌激活胚胎的遗传学研究做如下综述。   【关键词】孤雌激活;胚胎;遗传学   【中图分类号】R329.28【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851(2014)06孤雌激活[1]最早是由Oven 在1849年时提出的,指的是处在第二次减数分裂中期的成熟卵母细胞在没有精子参与,而是经过人工刺激模拟自然受精的过程,使成熟的卵母细胞在没有精子参与的条件下被人工激活,恢复并且完成第二次减数分裂,从而继续卵裂而形成早期的胚胎。在孤雌激活的过程中,由母源性配子通过孤雌激活的方式而产生子代的过程被称为是孤雌生殖,产生的胚胎被称为是孤雌激活胚胎[2],孤雌激活胚胎因为没有精子的参与,所以没有父源性染色体的来源。哺乳动物卵母细胞被人工方法孤雌激活在一些研究领域比如生殖生物学当中是一个非常重要的研究内容,这个研究不仅仅可以为相应的实验研究所需要的胚胎提供可以供替代的胚胎资源,还可以在体细胞核核移植技术中是核移植重组胚胎被激活而发生活化的最关键技术条件[3-7]; 该技术还可以用于建立胚胎干细胞系[8],孤雌干细胞系一旦建立,便可以应可用于临床医学领域,比如基因治疗、器官移植、动物克隆、以及组织修复等重要的医学领域。   1孤雌激活胚胎   1.1 孤雌激活胚胎的核型   孤雌激活胚胎基本上可以分为如下 4 种状况[9]:① 被激活后的卵母细胞排出了细胞中的第二极体,因而发育成为了一个核型为单倍体的细胞原核,我们把它叫做“均一单倍体”。②被激活后的卵母细胞在恢复并且完成分裂过程即第二次减数分裂的时候,没有排出第二极体,卵母细胞出现了异常的分裂现象;或者也可以发生下面的情况,被激活后的卵母细胞迅速的完成分裂,形成两个内含物完全均等的卵裂球,其中一个含有雌原核,另外一个含有第二极体,因此两个胚胎就构成了镶嵌型的单倍体孤雌激活胚胎。③第三种情况是当卵母细胞被孤雌激活后没有形成第二极体,或者其形成收到了抑制,以及也有可能会出现第二极体与原核相户融合在一起的情况,上述情况就会形成染色体核型为杂合型二倍体的孤雌激活胚胎。④第四种情况是孤雌激活卵母细胞的时候,被激活的卵母细胞的第二极体已经排出,而两个染色体核型为单倍体的母源性基因组相互融合,共同形成了染色体核型为纯合二倍体的孤雌激活胚胎。   1.2 孤雌激活胚胎的发育   孤雌激活胚胎的发育速度都比正常精卵结合的胚胎发育速度要慢很多。其中染色体核型为二倍体的话,此种孤雌激活胚胎的体内、以及体外的生存、发育能力都比嵌合单倍体以及均质单倍体要强很多。因此,在孤雌激活的时候,是否能够成功的得到二倍体核型的孤雌激活胚胎是孤雌发育时都能够研究成功的最关键的步骤。Surani等人在自己的研究中指出,孤雌激活后的孤雌激活小鼠的胚胎最多只能存活到整个妊娠周期的第11天[10],其原因主要是因为孤雌激活后的小鼠胚胎没有父源性的印迹基因在胚胎体内进行表达,所以导致了孤雌激活后的小鼠胚胎在发生附植的时候没有一些胚外组织比如胎盘以及胎膜等组织的发育进行支持,这样就会使孤雌激活胚胎在子宫内膜上面的附植发生失败,所以不能够附植成功的孤雌激活胚胎就会发生死亡的现象[11]。   2孤雌激活胚胎的遗传学   2.1遗传学的概念   遗传学是用来研究地球生物的遗传和变异的一门学科,遗传学研究的内容主要包括基因的结构、功能与变异、传递与表达的规律。   2.2孤雌激活胚胎遗传学的研究现状   2005年,姚宁[12]等一些人选择使用了带有地高辛(DIG)进行基因标记的双链的DNA特异性探针,用来研究孤雌激活胚胎里面干扰素τ(IFN-τ)这个遗传基因的有关其表达及功能的情况。研究结果表明:当孤雌激活胚胎的囊胚发育到第6 d的时候,开始出现IFN-τ基因的表达现象,到了胚胎发育的第7 dIFN-τ基因的表达量会出现一个明显的提高现象。2008年,胡捷[13]等人在研究中把猪的孤雌激活胚发育到2细胞期、4细胞期以及到了8-16细胞期的时候,选择出来总共8个cDNA片段具有差异表达特征,并且代表的是不同的发育时期,研究者们把它们进行编号为DD1-DD8。在这些差异表达基因里,只有DD3具有基因功能,其他的都没有基因功能。到了2010年,刘维强等[14]人就一株自己在实验室培育出的孤雌激活胚胎干细胞(phESC)的父源性印迹基因IGF2R,母源性印迹基因SNRPN,以及基

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