小鼠也“代孕”?
近期,突然爆出的某明星境外代孕,曾欲棄養(yǎng)的消息引發(fā)了強烈的輿論,一瞬間,微博話題#我國禁止任何形式實施代孕#、#代孕違法#等頻頻登上熱搜榜。
代孕,主要使用的技術(shù)是胚胎移植,又稱受精卵移植,是指將雌性個體的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到雌性個體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。它屬于輔助生殖技術(shù)的一種,這是科學(xué)技術(shù)的進步,倘若不當?shù)氖褂眠@項新技術(shù),則會引發(fā)對倫理的挑戰(zhàn)以及對法律的沖擊,因此在我國的法律體系里,代孕從未合法。
但這種“借腹懷胎”技術(shù)在生命科學(xué)研究及畜牧業(yè)生產(chǎn)中卻具有重要的現(xiàn)實意義,胚胎移植作為胚胎工程的最后一道工序,它是一項非常必要的技術(shù)。轉(zhuǎn)基因、核移植,或體外受精等任何一項操作所生產(chǎn)的胚胎,都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代。
基因編輯小鼠和胚胎移植
基因編輯小鼠是指通過基因編輯技術(shù)對特定目標基因進行“修飾”,從而在小鼠體內(nèi)實現(xiàn)DNA片段的刪除或添加。基因編輯小鼠被廣泛用于研究基因?qū)π∈蠊δ艿挠绊?,也被用于?gòu)建各種疾病模型,模擬人類疾病的發(fā)生發(fā)展過程以及相應(yīng)藥物的研發(fā)。
基因編輯小鼠的制備方式主要有兩種,一種是ES細胞囊胚注射,另一種是受精卵顯微注射。無論哪種方式,基因編輯都是在受精卵水平進行操作,為了拿到基因編輯動物,則必須經(jīng)過胚胎移植,在動物體內(nèi)發(fā)育為完整的個體。
●?基于采用ES細胞囊胚注射方式獲得基因修飾小鼠的過程如下:
先對小鼠胚胎干細胞進行基因編輯,將基因打靶獲得的陽性ES細胞進行囊胚注射,再胚胎移植到假孕母鼠體內(nèi)獲得高嵌合小鼠,高嵌合小鼠進一步與野生型小鼠進行交配,即可最終獲得基因編輯小鼠。
Fig.1 采用ES細胞囊胚注射方式獲得基因修飾小鼠的過程
●?基于受精卵顯微注射技術(shù)構(gòu)建基因修飾小鼠的過程如下圖所示,
主要包括:gRNA設(shè)計和篩選,sgRNA表達載體構(gòu)建,顯微注射,胚胎移植,小鼠繁殖等過程。
Fig.2 采用受精卵顯微注射方式獲得基因修飾小鼠的過程
胚胎移植的其它應(yīng)用
胚胎移植除了可以用在基因編輯小鼠構(gòu)建中,還有很多重要的應(yīng)用:
凈化和快繁
為了保證小鼠的健康和疾病預(yù)防,一般外來小鼠必須經(jīng)過隔離和凈化才能進入SPF級動物房。當前,凈化的主要技術(shù)是:體外受精(In Vitro Fertilization, IVF)+胚胎移植(Embryo Transfer, ET)技術(shù)(IVF-ET),其基本原理:小鼠自身雖然被感染,但小鼠的精子或卵細胞在體內(nèi)是干凈無菌的。因此將雄鼠處死后取出精子,將精子激活后與超排的卵母細胞進行體外受精拿到受精卵,再移植到SPF級代孕小鼠的子宮中,這樣可以得到SPF級的小鼠后代。
IVF技術(shù)還具有一個重要應(yīng)用--快速擴繁。使用IVF技術(shù)可短時間獲得大量子代小鼠,并且減少組內(nèi)小鼠周齡差異,提高實驗數(shù)據(jù)一致性。應(yīng)用于基因修飾小鼠則能夠一次性獲得大量相同基因型小鼠。
在小鼠進入動物房前,選擇IVF凈化服務(wù),在凈化的同時,還能達到快速繁育的目的,同時獲得更多數(shù)目的子代鼠,效率高,縮短繁育周期,極大地加快科研進度。
挽救雄鼠不育的品系
單精子顯微注射技術(shù)(Intracytoplasmic sperm injection,ICSI),是指通過顯微操作系統(tǒng)將單個精子頭注入小鼠卵子胞漿內(nèi),再移植到代孕小鼠體內(nèi)發(fā)育成小鼠的技術(shù)。該技術(shù)用于挽救因為精子無活力或者活力低造成雄性不育的小鼠品系。
胚胎(精子)復(fù)蘇
胚胎(精子)復(fù)蘇基于胚胎(精子)凍存技術(shù),胚胎(精子)凍存常用于珍貴品系的保種,通過一定的降溫程序及保護措施將胚胎(精子)進行凍存,這種方法可以降低品系維持成本,且維持過程中不受疾病、不育等因素的影響。胚胎(精子)復(fù)蘇是指通過升溫的辦法將凍存的胚胎(精子)解凍,存活的胚胎體外培養(yǎng)一段時間后移植到代孕小鼠子宮內(nèi)發(fā)育,進而獲得凍存品系小鼠活體的技術(shù)。其中胚胎凍存相比于精子凍存具有復(fù)蘇后存活率高、移植后懷孕率高的特點,具有明顯優(yōu)勢,但其冷凍技術(shù)難度高,受限于專業(yè)機器--程序冷凍儀,建議交給專業(yè)機構(gòu)來進行。
綜上所述,小鼠的胚胎移植技術(shù)是制備基因修飾動物、凈化、保種過程中的必需的、關(guān)鍵的技術(shù)手段,對于實驗動物學(xué)研究及生命科學(xué)研究具有重要價值。
南模生物擁有20年以上屏障動物房管理與運維經(jīng)驗,我們完善的質(zhì)量管理體系,遵循嚴謹?shù)娘曫B(yǎng)繁育和動物安全管理操作流程,嚴密監(jiān)控屏障內(nèi)環(huán)境,定期檢測實驗動物和環(huán)境微生物,保障實驗動物健康,為您的實驗數(shù)據(jù)提供更可靠的依據(jù)。
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ModelBooster 快速繁育
南模生物ModelBooster 快速繁育的核心是利用IVF技術(shù),使用極少數(shù)的雄鼠來獲得大量同一周齡子代小鼠的過程,可使繁育周期縮短 30%~50%,讓研究快人一步!
ModelBooster 快速繁育的優(yōu)勢,簡單來說,就是多快好省,即數(shù)量多、速度快、實驗結(jié)果好、省時省力。
多:ModelBooster快速繁育借助IVF技術(shù)可以實現(xiàn)1只雄鼠對應(yīng)10-20只雌鼠同時受孕,因此在相同的時間里,利用相同數(shù)量的父代小鼠,通過 ModelBooster快速繁育方法可以獲得更多的子代小鼠。
快:ModelBooster快速繁育中可使用4-6周齡的雌鼠進行超排后體外受精,而自然繁育雌鼠滿6-8周齡后才能交配,因此ModelBooster快速繁育能大大節(jié)約繁育周期。一般自然繁育一代的周期為3個月,而ModelBooster 快速繁育僅需1.5個月!
好:ModelBooster快速繁育中是1只雄鼠對應(yīng)多只雌鼠同時受孕,所以同批獲得的子代小鼠周齡差異不會超過7天,因此降低了由于小鼠周齡差異導(dǎo)致的實驗誤差,實驗數(shù)據(jù)更可靠。
?。?/strong>只需要2只雄鼠,就可以獲得足夠數(shù)量的子代。省時省力,解放人力,節(jié)約了大量的繁育時間同時也優(yōu)化了繁育方式。
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