哺乳动物体外受精技术进展论文

浅谈哺乳动物体外受精技术的研究进展【摘要】哺乳动物体外受精是哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。长期以来，国内外学者对哺乳动物体外受精技术做了大量研究，取得了突破性进展。本文分别对哺乳动物体外受精技术的研究历史、现状及方法进行探讨，以期通过本文的阐述对该技术发展进行总结。

【关键词】哺乳动物；体外受精；卵母细胞；精子获能

1.哺乳动物体外受精技术研究历史和现状

哺乳动物体外受精技术的研究在世界科学史上已有100余年的历史了。德国科学家scnenk在1878年就开始对家兔和豚鼠进行研究实验，在实验中他对哺乳动物受精进行了大胆的研究，开始了哺乳动物体外受精的探索。但在此期间哺乳动物的体外受精研究并没有长足的进步，该技术进入科研的新纪元是在1951年美籍华人张明觉和澳大利亚人austin发现了哺乳动物的精子获能现象以后。1959年，张明觉和austin以家兔为实验材料，在受体外进行受精，接着把受精卵移植到母兔体内，最后母兔产出健康正常的兔仔，而且产出的兔仔发育正常。张明觉进行哺乳动物体外受精研究的成功，这只兔仔成为世界上第一个试管哺乳动物。

20世纪60年代初至8o年代中期，界内科研工作者在进行了大量的基础研究后，取得了长足的进步，对今后体外受精技术的应用奠定了基础。研究从最初的精子在同种或异种雌性生殖道内完成体内获能过程，发展到用化学成分明确的溶液培养获能。这一系列的

研究成果大大推动了体外受精技术的发展并获得成功。

20世纪80年代中期以后，以牛为代表的家畜体外受精技术迅速发展，研究从理论向实践应用发展。此后，牛的卵母细胞体外成熟和胚胎培养体系逐步趋于成熟，胚胎体外生产效率得到很大提高。

20世纪8o年代后期，体外受精技术成为发展畜牧业的重要手段，利用此技术保留了良种家畜的遗传基因，在欧美等发达国家中得到了广泛的应用并且在效益上取得了显著的效果。

2.哺乳动物体外受精的研究方法及进展

2.1卵母细胞的采集

卵母细胞的来源及质量如何直接影响了体外受精的成功率，在进行卵母细胞的采集上我们通常采用3种方法，先对这三种方法进行如下介绍：

（1）超数排卵直接获得成熟卵母细胞。因为是在雌性动物体内获得的成熟卵母细胞，所以在进行体外受精时，不再需要对卵母细胞进行成熟培养，可以直接与获能精子进行体外受精。但此种方法的缺陷在于，我们可以获得的雌性动物体内的成熟卵母细胞数量有限，所以在实践中很少被采用。

（2）从屠宰后母畜卵巢上采集卵母细胞。此方法是把未成熟的卵母细胞通过人为的方法进行培养，收集成熟的卵母细胞。未成熟的卵母细胞我们可以在宰杀后的雌性家畜体内通过机械方法获取。这种方法具有造价低廉，卵母细胞的来源广泛，成功率高等特点，但如果要进一步研究确定遗传系谱，此种方法就存在一定的不足。

对卵母细胞进行成熟培养的具体方法是将收集的卵巢置于30℃～37℃的生理盐水中，添加抗菌素，用装有18号针头的5ml注射器，从卵巢表面直径为2～6mm小卵泡中抽取卵母细胞，也可对卵巢进行切片，收集卵母细胞。

（3）从活体卵巢中采集卵母细胞。利用超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。它为充分利用良种母畜和珍稀动物提供了新思路。采卵并不会母畜的生殖能力造成影响，母畜还可以继续繁衍后代。

2.2精子获能

在正常的受精过程中，精子受能是一个必经的生理过程。经研究表明在精子受能的过程中，雄性动物的精子在离开生殖道后要想具备受精能力，其产生的精子就必须在雌性动物的生殖道内停留一定时间发生一系列的生理变化后，才能使精子具备受精能力，学术上我们称这样过程为精子获能。此过程是在1951年由chang发现并发表的。精子获能的过程可以发生在雌性动物生殖道的任何部位，其中以发生在输卵管峡部为常见情况。

精子获能的全部过程是一个多时序、多时相、多步骤的复杂变化过程。此过程分为两个阶段。获能的第一阶段在通常意义上被我们认为是精子把其表面的抗原物质和去能因子脱出的这一过程，通过精子在其的最外层出原生质膜以使得精子增强膜的通透性。在这个过程中，精子的变化被认为是一个生理学的变化，而且此过程是可逆的。第二阶段是精子细胞膜蛋白变化，即发生顶体反应，第二

阶段对比于第一阶段来说是结构上的获能，它是一个不可逆的过程。雌性动物的输卵管内含有一种叫氨基葡聚糖的物质，它的存在可以加快顶体反应的发生起到诱导作用。

一个精子获能方法有两种，即体内获能和体外获能。体内获能是把在雌性动物体内完成精子获能的精子从雌性动物子宫中取出，再进行体外受精。体内受能的研究因为常受到某些条件的限制，从雌性生殖道内回收到的精子数量太少，不易检测获能精子化学成分的变化，因此，我们在研究精子获能的过程中常常选择体外获能的方法。体外获能在精子进行获能处理之前，需要对精子进行一或多次的离心处理，对精子进行洗涤，目的是除去精液中的杂质、死精、精清等物质。在精子的获能处理的过程是一个通过培养方法或化学诱导方法来实现的过程。ca2+可以增加精子的活动能力和诱导精子发生顶体反应，使精子内部的酸碱环境发生改变，ph值升高，最终完成精子获能过程。在选取精液时，有研究表明，附睾精子的获能和受精能力比射出的精子的能力更强。在进行精子获能处理的方法上，本文介绍两种方法，分别是肝素处理法和钙离子载体处理法。(l)肝素处理法。前文我们提到加快精子顶体反应的活性物质氨基多糖，而肝素是硫酸化程度很高的氨基多糖。用肝素可以对牛、绵羊、马、驴冻精及猪鲜进行精子获能处理。肝素浓度以ro-20砂ml，处理时间5-15min为最宜。(2)离子载体法。此方法是利用钙离子载体与钙离子形成复合物，携带钙离子进人精子内。

经过大量体外试验证明，氨基多糖(gags)能诱导牛、兔精子体

外获能和顶体反应，不同类型gags对精子获能的作用程度不同，肝素是硫酸化程度最高的gags，其作用最强。

2.3精子注射法

精子注射法(icsi)是20世纪80年代后期发展起来的一种新型的体外受精的方法，它通过显微技术将精子直接注射到卵母细胞内使其受精。iritani(1988)等报道将单个兔的附睾精子注射到卵母细胞质中，可以使卵母细胞受精并获得仔兔。现在显微技术受精的基本操作方法包括透明带打孔、透明带下注射法、胞质内注射法。利用精子注射的方法可将形态异常、运动不规则或不运动的精子注射到卵母细胞内进行受精。此技术是生产转基因动物的方法之一，也可以解决多精受精问题，但是将精子直接注射入卵内，对卵子的损伤率较高；而且这一过程费时费力，有时还会损伤精子的遗传物质。

3.结束语

综上所述，我们可以看出，当前哺乳动物ivf的基本方法已经建立，但与体内受精结果相比，ivf结果尚有很大潜力可以挖掘，尤其是在减少多精受精方面，有希望在方法学上进行突破。不完全的卵母细胞胞质成熟、异常透明带、高精子浓度、受精培养基中不适当的添加剂以及在受精过程中的其他一些异常因素都与多精受精有关。

【参考文献】

［１］安铁洙，潭建华，张学明．小鼠去透明带裸卵的体外受