胚胎分割

名稱：胚胎分割

主題詞或關鍵詞：生命科學移植技術胚胎

來自同一胚胎的後代有相同的遺傳物質，因此胚胎分割可看成動物無性繁殖或克隆的方法之一。

胚胎分割所需要的儀器設備為實體顯微鏡和顯微操作儀。

胚胎分割同樣也可以採取胰蛋白酶分解的方法。

1890年Heape在英國劍橋大學首次報道獲得兔子胚胎移植成功以來，胚胎移植技術已有100多年的研究歷史。20世紀30年代以來，胚胎移植的研究越來越多，對各種家畜均獲成功，主要有綿羊、山羊、豬、牛、馬。1975年1月在美國科羅拉多州召開了第一屆國際胚胎移植學會成立大會，標誌著胚胎移植技術進入了更高的發展階段。1976年牛的非手術移植技術推廣，1977年開始商業化應用，13個國家成立了數百家商業化胚胎移植公司。僅北美洲，1978年移植后妊娠的牛近1萬例，目前僅美國每年通過胚胎移植技術而妊娠的牛達30萬例。

我國這一技術起步較晚，1973年家兔胚胎移植成功，1974年綿羊、1978年奶牛、1980年奶山羊胚胎移植成功；1976—1977年家兔胚胎和綿羊胚胎低溫保持1天和10天後移植成功；1980年綿羊胚胎超低溫保存后，移植產羔；1982年牛胚胎冷凍374天後移植產犢3頭；1982年馬胚胎移植成功。90年代前後分割牛羊成功，郭志勤等於1989年獲得奶牛凍胚分割植后產同卵雙犢和1992年綿羊鮮胚分割四分胚移植產同卵羔；1989年牛四分胚成功產犢。

牛胚胎分割技術是在牛胚胎移植技術的基礎上發展起來的技術。其方法是通過對胚胎的顯微外科操作，把一個胚胎分割成兩個或多個，由於牛胚胎髮育早期，每個卵裂球都具有發育成一個完整個體的潛在可能性，因此通過胚胎分割技術，可以人工製造同卵雙胎或多胎，可成倍地增加胚胎數和產犢數，從而迅速擴大良種奶牛群，加速奶牛業的發展。此外通過胚胎分割技術還可獲得性別和遺傳上完全相同的同卵孿生或多生後代，為遺傳學、生理學、營養學等研究提供寶貴試驗材料。目前我國在實施牛胚胎分割技術時需重點解決的是胚胎分割的有效率和胚胎移植的懷孕率等問題。

核移植技術雖然可以大幅度改善動物良種培育，但是採用去核卵細胞複製或核質雜交的方法去提高哺乳動物優良品種的繁殖率，收效不大。因為哺乳動物的雌性不像魚、蛙的雌性一次能排很多卵，一般為1～2個甚至幾個。

由於一個受精卵在發育成胚胎時，要經歷一個受精卵細胞分裂為兩個、兩個分裂為四個、四個分裂為八個……這樣的過程，並且動物細胞有全能性，英國劍橋大學生物學家威拉德森在1979年首先想到將受精卵在發育為胚胎的過程中分裂出的細胞加以分割，再將分割的胚胎細胞分別加以培養，從而發育出完整的新一代的方法，他用綿羊的幼胚進行了實驗。當綿羊的受精卵細胞從一變二、二變四、到四變八時，他將這八個卵裂期的細胞分割成四份，每份包括兩個細胞，然後將分割的細胞重新送到母羊的子宮裡面發育，結果，母羊產下了4隻活潑的小羊羔。——被分割的受精卵細胞發揮了它們的全能性，各自獨立地發育成健康的小羊羔。實驗充分證明威拉德森的設想是可行的。胚胎分割大大提高了動物的繁殖率。正常情況下，一頭良種奶牛，一生約產犢10頭，如用胚胎分割並找別的奶牛“寄母”懷孕，那麼從一頭良種母奶牛就能得到幾百頭良種奶牛。

進行胚胎分割時，應選擇發育良好、形態正常的桑椹胚或囊胚，將其移入盛有操作液的培養皿中，然後，用分割針或分割刀進行分割。對於不同發育階段的胚胎，分割的具體操作不完全相同。

具體操作時，用分割針或分割刀將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預先準備好的空透明帶中，或直接將裸半胚胎移植給受體的滋養層。在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。

顯微操作器價格昂貴、操作煩瑣；摘除透明帶處理會降低半胚的發育能力且耗時過多；切割后裝帶過程很可能使半胚的斷面細胞再次受到損傷，移植后可能導致犢牛畸形。不同質量的胚胎對分割成功率有較大的影響，而且不同質量胚胎分割后增加的可用胚的比率差異極顯著。由於分割操作者的熟練程度不同，導致胚胎分割的成功率差異顯著。因此應不斷提高操作者的技術水平，確保胚胎分割成功率。

牛分割胚的冷凍同整胚相比，成功是比較困難的。有很多問題有待於解決。如半胚的包被、半胚裝入空透明帶；半胚的脫水、半胚的冷凍、解凍方法等，今後應在胚胎的基礎理論和冷凍半胚的實際應用方面進行深入的研究、探討，以推動分割半胚冷凍技術的進展，並儘快在生產實踐中應用。

胚胎分割技術的應用，不僅可使胚胎移植所用胚胎數目成倍增加。而且可以產生遺傳性能相同的後代。這對畜牧業生產和實驗研究有著特殊的作用，如研究外界環境和條件對家畜生長發育生產性能等方面的影響。應用遺傳性能相同的同卵孿仔或多仔作試驗，其所得實驗結果就確切的多了。同時應用胚胎分割技術還可以間接地控制性別，從而極大提高了胚胎移植的價值和實際效果。

它對生理學、營養學、遺傳學、胚胎學和動物育種研究，尤其是動物遺傳研究有很大的促進作用，可為這些學科的研究提供非常寶貴的材料。哺乳動物胚胎冷凍保存技術的研究開始於20世紀50年代，它與胚胎分割結合起來，可以增加胚胎數目和提高產犢率，使胚胎移植不受時間和地域的限制，解決胚胎遠距離運輸，減低國際間引種的高額費用，減少疾病傳播，有利於胚胎移植技術在生產中推廣應用；而且胚胎冷凍在加速家畜育種改良進程，建立基因庫，保護資源等都有重要的意義。