哺乳动物克隆技术的研究进展及应用前景

2018-02-16李美霖

畜牧兽医科技信息 2018年10期

李美霖

（哈尔滨市第一中学校，黑龙江哈尔滨 150010）

1 动物克隆技术的原理及克隆动物

克隆（clone）是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖(asexual reproduction)以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。这门生物技术叫做克隆技术。

克隆动物的基本过程:先将含有遗传物质的供体细胞的细胞核移植到去除细胞核的卵细胞中，通过融合、激活和体外培养等方法使两者融合为一体，然后促使这一融合体细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后，再将其植入到动物子宫中使该动物怀孕，就可产下与供体细胞基因相同的动物。

在20世纪50年代，非洲爪蟾（两栖动物）成功地克隆，揭开了细胞生物学的新篇章。绵羊多利的克隆成功震动了整个世界，被美国《科学》杂志评为1997年世界十大科技进步的第一项。目前全世界已经成功克隆的动物有以下几种：蛙（1952年）；鲤鱼（1963年）；绵羊（1996年）；鼠（1998年）；猕猴、猪（2000年）；牛、猫（2001年）；兔、骡、鹿、马（2003年）；狗（2005年）；灰狼（2007年）；骆驼（2015年）。

克隆人即通过克隆技术繁育的人类。首先提出“克隆人”思想的是英国生物科学家霍尔丹：“克隆人类不仅可能，而且能成为人类控制自身进化的有效手段。”国际上有多个团队进行了人类克隆胚胎研究，不过都在发育早期予以销毁，而人类的体外受精和胚胎移植等辅助繁殖技术已非常成熟，克隆人所需的技术储备已经具备，克隆猴的成功证明克隆人在技术上是可行的。

2 哺乳动物核移植技术的研究进展

2.1 核移植受体细胞的选择与去核

现在一般采用未激活的 MⅡ期卵母细胞作为核受体。去核方法有盲吸去核法、半卵去核法、切割去核法、高速离心去核法、功能性去核法和挤压去核法，其中经常使用的是切割去核法，这种方法的去核效率高，可达90%以上。利用化学诱导去核法目前只得到了小鼠和猪两种克隆动物。

2.2 核移植供体细胞的选择

一般选择体细胞作为供体，首例克隆成功的绵羊多利，使用的供体细胞是乳腺上皮细胞。

2.3 核移植与激活

核移植的方法多采用细胞融合法。 WILLADSEN发明的利用直流电诱导细胞融合方法效率高，安全稳定，被广泛使用。克隆胚胎的激活方法分为物理激活和化学激活。物理激活方法中的电激活，使用最为广泛，大多数的融合-激活是先进行 2次电脉冲后再使用化学试剂激活。

2.4 胚胎的体外培养及胚胎移植

核移植后进行科学的胚胎体外培养是提高克隆效率的重要步骤。培养液的选择、胚胎质量、重构程序、受体供体发展阶段等都是影响体外胚胎培养的因素。体外培养后，通过手术移植或非手术移植将胚胎植入受体动物。

3 动物克隆技术的应用前景

动物克隆技术在生物学理论研究、医学的药物开发、疾病治疗及器官移植、畜牧业选育优良品种及濒危动物的保护等方面都具有广阔的应用前景。克隆动物可以为我们提供优质而低价的食物。

克隆动物还可以用于保障社会安全。利用克隆技术可以“克隆工具犬”，主要是指警用犬、搜救犬、导盲犬等特殊用途犬类。

在医学领域有三方面的应用：（1）目前，科学家进行医药研究多用小鼠进行试验，但从小鼠到人，种属跳跃巨大，我们希望能克隆更多更近似于人类疾病情况的动物模型，以加速新药的研发。（2）我们可将克隆技术应用于治疗，也就是治疗性克隆。从病人体内取体细胞，植入到去核的细胞中，最后分化成所需的类型用于治疗，有助于人们探究肿瘤、细胞衰老等疾病。（3）克隆技术对器官移植有一定的研究价值。在器官移植过程中有两大障碍：一是免疫排斥；二是供体来源。而克隆技术能够有效解决器官移植中的这两大难题。现在已经利用克隆技术培植皮肤，制造人造膝盖等，将来还会出现人造耳朵、肝脏、动脉等。

在畜牧业生产方面，我们可以利用克隆技术快速地选育优良品种，并且大量扩增遗传性状优良的动物。这些技术因在使用中的安全、方便和有效性，得到人们广泛的关注。

克隆技术在拯救濒危动物方面有巨大优势，印度野牛诺亚于 2001年在美国诞生，标志着人类利用克隆技术拯救濒危动物具有一定的可能性。