动物胚胎干细胞的应用与研究进展

2021-12-03 11:24:37马志远
三悦文摘·教育学刊 2021年42期
关键词:转基因器官胚胎

马志远

摘要:胚胎干细胞(Embryonic Stem Cell,ES细胞)是从早期胚胎内的细胞团或者是原始的生殖细胞经过体外分化抑制培养分离克隆的。现阶段,胚胎干细胞被广泛应用于动物克隆、细胞工程、组织工程、转基因技术以及发育生物学等层面的研究中,并起到了重要作用。鉴于此,本文将针对动物胚胎干细胞的应用与研究展开分析,仅供各位同仁参考。

关键词:胚胎干细胞;应用与研究

一、动物胚胎干细胞的研究进展分析

我国对于动物胚胎干细胞的研究起步较晚,但总体发展速度较快。首先,在基础研究方面,尚克刚等人建立了针对小鼠的胚胎干细胞系。赖学良则构建了兔的胚胎干细胞系。另外,西北农林科技大学的实验室从1994年开始,相机分离出了能传5代的猪类胚胎干细胞;最多能传6代的牛类的胚胎干细胞;最多能传到9代的小鼠类胚胎干细胞。1997年,我国开始利用流产儿针对人类的胚胎干细胞进行研究。到了1999年,牛类的胚胎干细胞已经可以传到15代,并能夠以冷冻的方式进行保存。从这里我们能看出,我国对于动物胚胎干细胞的研究进展非常迅速,且获得了不错的效果。

二、动物胚胎干细胞的应用

(一)生产克隆动物

从理论上来说,胚胎干细胞能够无限地增殖下去,并且它们的表现型、基因型不会丢失,能够在进行核移植后,在核供体内获得大量基因型、表现型相同的个体。通过胚胎干细胞技术,能实现动物克隆,从而解决一些哺乳动物远缘杂交的问题,产生出一些较为珍贵的新兴物种,这对保护珍稀野生动物有非常重要的应用价值。

(二)生产转基因动物

借助胚胎干细胞,我们能生产一些转基因动物,这样可以有力打破物种间的界限,突破传统动物间的亲缘限制,提升动物种群的变异程度。另外,借助胚胎干细胞,能实现定向的育种、变异,通过同源重组技术对胚胎干细胞内的遗传物质进行操作,就有可能创造出新的物种。结合胚胎干细胞技术,能在细胞水平上对于一些早期胚胎进行合理选择,提升选样的精确性,进而缩短育种时间。

(三)促进组织工程发展

细胞工程综合了工程学、生物学两门科学的技术,它能培育出一些对人有益的组织、器官或者动物细胞。通过将种子细胞放在生物降解聚合物上,能够较快培养出一些器官或者组织,还可将其移植给有需要的病患,从而实现临床治疗的功能。借助体细胞核移植技术,可以在体外生产出人的克隆细胞,当这些克隆胚胎发育到胚囊的时候,将其分离出体外,获得胚胎干细胞。而后通过定向诱导分化,能够让胚胎干细胞生产出神经组织、肌肉组织等细胞组织,以此用来对人体丧失功能的器官或组织进行修复。

在传统的组织修复或者移植的过程中,需要考虑来自免疫反应的各类问题,通过对胚胎干细胞技术深入研究,能有效解决此类免疫排斥反应,这也让胚胎干细胞逐渐成为治疗各类疾病,开展组织或器官也移植的重要手段。在实践应用中,我们可以从病人身上取出一部分体细胞,而后将其进行培养,将其转化为胚胎干细胞,而后在体外对其进行培养,当期发展到囊胚阶段后,对其进行诱导分化,使胚胎干细胞成长为病人需要的组织或者器官,最后将这些器官、组织移植到病人体内。通过这样的方式,能有效避开免疫排斥反应,对解决各类器官移植问题有重要应用意义。

(四)用于细胞治疗

细胞治疗一般是指,将那些经过改造的体细胞重新移植到病人体内,从而实现治疗、控制疾病的目的。一般来说,胚胎干细胞经过操作后,仍可以在体外进行增殖,为此,我们可以将胚胎干细胞作为载体,对某些细胞的基因数、点位以及表达程度进行改造、筛选,从而获得一个较为稳定、健康的转基因胚胎干细胞系。这样能有效克服当前基因治疗中,导入基因表达难以控制,在体外进行基因操作容易被传染等各类问题。

(五)研究胚胎发育的基因调控

胚胎干细胞在体外培养的条件下,能够产生基因上的变异,而后通过筛选、嵌入的方式,将基因传递到生殖系统。通过胚胎干细胞技术,能够对个体发育的遗传基因做出分析,并对相应的基因进行调控。诱捕载体的基本原理是,通过创设一个报道基因,其表达主要是依靠细胞内源的顺势调元件,报道基因载体在某个内源基因附近或基因内插入。在理论上来说,插入基因的表达,通常能体现出该插入部分内源基因的特征。因此,在发育过程中,基因起到了非常重要的作用。

三、结语

综上所述,通过对动物胚胎干细胞的研究进展和应用进行分析,能够让人们更为深入地了解我国动物胚胎干细胞技术的研究进程,也能为后续动物胚胎干细胞的发展指明方向。在实践中,我们可以通过对胚胎干细胞在生产克隆动物、生产转基因动物、促进组织工程发展、用于细胞治疗、研究胚胎发育的基因调控等层面的应用进行研究,大幅提升动物胚胎干细胞在畜牧业、医疗行业的应用效果,为社会发展创造更大财富。

参考文献:

[1]何兰花.胚胎干细胞的研究进展及其应用[J].黑龙江动物繁殖,2002,010(004):10-13.

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