《动物克隆技术》
动物克隆技术2018
5. 克隆动物若被应用于人类 , 将会导致各种各样
的伦理、法律问题
6.小结
总之，克隆技术尽管存在一些问题，但其有巨大 的发展潜力，我们要用发展的眼光去看待克隆技 术，正确地将这项技术应用于器官移植、拯救濒 危动物等方面，使其真正的造福人类。
THANKS!
2.动物克隆技术原理
克隆技术得以实现的理论基础在于“细胞的 全能性”。细胞的全能性是指细胞包含个体的 全套遗传信息，在特定环境因素的调节下，可 回到受精卵一样的状态，从头开始发育成一个 完整的生物个体。只有具备全能性的动物组织 细胞，才可用于克隆动物。
尚未分化的胚胎细胞具有全能性。基于这种认识， 人们采用胚胎分割及胚胎细胞核移植技术成功克隆出 了许多动物。
胚 胎 细 胞 核 移 植
细 胞 核 移 植 的 方 法
体 细 胞 核 移 植
动物克隆技术分类
3.胚胎干细胞核移植：将胚胎干细胞利用核移植技术导入去除 染色质的成熟卵母细胞内，电融合后发育成胚胎。 4.胎儿成纤维细胞核移植：从早期胎儿分离出单个成纤维细胞， 导入成熟卵母细胞内，电融合后发育成胚胎。
“中中”和“华华”
4.动物克隆技术应用
1.克隆技术与转基因技术结合。体细胞核移植技术和转基因技 术的结合将对解决人类器官移植来源、医药生产和疾病治疗、 生物学基础理论研究等具有非常重要的意义。用基因打靶技术 筛选阳性细胞作供核体进行核移植，得到转基因动物。制备转 基因克隆动物， 进行生物药物生产。 2.动物资源的种质保存包括地球上频危动物的挽救和畜牧业等
3.动物克隆技术历史
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 （2005年）；骆驼（2009 年）；体细胞克 隆猴（2017 年）等。
动物克隆技术的研究进展
动物克隆技术的研究进展动物克隆技术是一种利用一定的技术手段，将一个生物体的某些细胞或组织转移入其他物种或相同物种的不同个体内，从而实现用同一遗传信息重建一个个体的过程。
近年来，动物克隆技术在医学、生物科学等领域得到了越来越广泛的应用和研究。
本文将对动物克隆技术的研究进展进行探讨。
历史进程早在20世纪50年代初期，科学家们就开始关注克隆技术的研究。
当时，美国生物学家布拉格和梅里尔斯首次报道了青蛙的克隆。
此后，在不断探索与尝试中，1960年代初期，苏联生物学家伊凡诺夫等人克隆了小鼠，实现了哺乳动物的克隆。
2000年，英国爱丁堡罗森林研究所的伊恩·威尔穆特等科学家首次克隆出了一只羊，名为“多莉”。
随着技术的不断成熟和发展，克隆技术也逐渐普及和应用。
技术原理动物克隆技术的实现需要通过一定的技术手段，将一个个体的某些细胞或组织转移入其他物种或相同物种的不同个体内，以达到用同一遗传信息重建一个个体的目的。
目前主要有三种技术原理：细胞核移植法、胚胎分裂法和人工胚胎孪生法。
细胞核移植法是将个体的某些细胞取出，注入到其他物种或相同物种的不同个体的卵细胞中，并将卵细胞经过电击或其他方式激活。
最终形成胚胎，通过胚胎移植进入母体育肥，生出与个体基因一致的生物。
这种技术主要用于哺乳动物的克隆。
胚胎分裂法则是将早期的胚胎分离成两个或多个相同的胚胎，每一个胚胎都发育成一个生物体，具有相同的基因信息。
这种技术主要用于无脊椎动物的克隆。
人工胚胎孪生法则是通过体细胞分裂的方式，制造出相同的胚胎，然后分别嵌入母体，在不同体内生长成相同的生物体。
这种技术主要用于鱼、昆虫等小型生物的克隆。
应用与前景随着动物克隆技术的不断发展和进步，人们开始将其应用于医学和生物科学领域，达到一定的研究和治疗效果。
例如，在疾病治疗方面，通过克隆技术制备出与患者基因相同的细胞，可以更好地治疗某些非传染性疾病。
另外，动物克隆技术也被应用于基因特异性药物的研究，为药物的研发提供了新的思路和方法。
动物克隆技术的原理及其伦理道德问题
动物克隆技术的原理及其伦理道德问题随着科技的不断发展，人类对于生命、生物的研究也越来越深入。
其中，克隆技术就是一个备受关注的领域。
在动物领域中，克隆技术的应用最为广泛。
那么，动物克隆技术的原理是什么？在使用中有哪些伦理道德问题需要考虑？本文将对这些问题进行探讨。
一、动物克隆技术的原理动物克隆技术是指利用体细胞核移植方法，通过将一个成熟的细胞核移植到一个没有细胞核的受体胞内，使之转化成一个具有相同基因组的新生物。
其原理基于细胞分裂过程中的干细胞能力，通过人工控制细胞分化和发育的方向，实现了产生与原细胞具有相同遗传组成的个体。
动物克隆技术中最基本的方法是嵌合夹持法和细胞核移植法。
嵌合夹持法是将一个成熟的细胞核插入到一个胚胎细胞内，然后让这个细胞分裂发育形成一个新个体。
而细胞核移植法则是将一个成熟的细胞核直接移植到一个没有细胞核的受体卵细胞内，其后通过电刺激或化学刺激等方法使其细胞膜与细胞质融合，最终形成一个新个体。
目前，最为广泛应用的动物克隆技术是细胞核移植法。
二、动物克隆技术的伦理道德问题尽管动物克隆技术在某些方面已经取得了成功，但其伦理道德问题依然备受争议。
下面，将就其涉及到的几个具体问题进行讨论。
（一）动物克隆技术的伦理问题1、给动物带来的痛苦：在进化过程当中，动物一般都不会在繁殖的过程中产生太大的痛苦，但是克隆技术需通过抽取受体卵细胞来完成细胞核移植，其过程会对动物卵子造成伤害，并引起动物深度的痛苦。
此外，在细胞的分裂和发育等过程中，动物也可能会受到相应的痛苦，这并不人道。
2、遗传信息的多样性：克隆技术可以把相同的遗传信息复制和传递，这虽然保留了某些动物基因的纯种特性，但也意味着遗传信息没有进行重新组合。
因为在自然繁殖过程中，个体的基因将通过父母两侧各随机贡献一部分遗传信息，并重新组合，因此，克隆动物之间的遗传信息没有多样性，这对于动物的能力和适应性提出了质疑。
3、克隆动物未来的健康问题：由于克隆动物的基因组相同，克隆的动物容易遭受同样疾病的困扰。
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2.2 受体胞质的选择和处理
2.2.1 卵母细胞在动物克隆中的作用
在克隆中，供核细胞的全能性是基础，但这种全能性 只有在特定的条件下才能实现。这一特定条件就是卵 母细胞。研究发现：早期胚胎的发育首先是由母型信 息调控（maternal regulation）的，直到合子型基因 被 激 活 ， 才 能 过 渡 到 合 子 型 调 控 （ zogotic regulation）。也就是要经过由母源控制向合子型控 制胚胎发育的转变（maternal-zygotic transition, MZT）。
目前一般以排出第一极体作为卵母细胞成熟 的标志。
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2.2.5 卵母细胞的激活
成熟后的卵母细胞停滞于MⅡ期，自然条件下， 当精子穿入（受精）后会激活卵母细胞，启动一 系列生化事件和形态变化。
面对问题：核移植胚是怎样被激活的？
解决途径：
途径一：电激活。电脉冲剌激是最经典、应用最 为广泛的卵母细胞激活方式。细胞膜在瞬间高压 电流脉冲的作用下，激发穿孔，从而使细胞内外 的离子和大分子物质发生短暂流动，其中钙离子 的内流会导致卵母细胞活化。
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途径二：化学物质激活。包括乙醇、钙离子载 体A23187（Calcium ionophore A23187, CaA）、 离 子 霉 素 （ Ionomycin）、Sr2+、 Thimerosal(THI) 、Dithiothreitol(DTT)、三 磷 酸 肌 醇 、 精 子 因 子 （ sperm factor, SF） （精子的提取物）。
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1938年，Hans Spermann提出了克隆动物的设想：从一 个分化细胞中提取细胞核，然后注入另一个去核的受 精卵中构建新胚胎，他同时提出用体细胞进行动物克 隆的思想，但一直未能付诸实施。
动物克隆技术
• 克隆步骤 • 体细胞克隆的主要技术程序与胚胎细胞基本克隆相同， 主要差别在供体细胞的选择。
• 随着克隆技术的发展和人们对核质关系认识的深 入，自然状态的 G0 期细胞（如卵丘细胞）和 G1 期细胞（胎
儿成纤维细胞），可直接移入去核卵母细胞中生产克隆胚 胎。 • S期的细胞核进入受体卵母细胞后会发生碎片化，而M期 和G2期容易造成多倍体。G0/G 1期细胞的获得常用的方法 是靠血清饥饿培养诱导，但长时间的血清饥饿会导致细胞 凋亡。
• 细胞核移植：
• 常用的核移植方法显微注射有两种，即胞质内注射和 透明带下注射。
பைடு நூலகம்
• 胞质内注射：用一个外径5～8μm 的注核针吸取供体核后直 接注射进卵母细胞胞质内。 • 透明带下注射：把供体细胞核注射在透明带与卵母细胞之 间的卵周隙中，核移植后用电刺激进行细胞融合。 • 细胞融合法。用仙台病毒或PEG介导融合，这种方法效果 很不稳定而
• 2.核受体动物的选择与细胞核的移出。 • 3.供体核的移入及原核的取出。 • 4.胚泡的体外试管培养。 • 5.代母的选择与胚泡移入子宫。 • 6.克隆动物的体内发育与出生。
•
去核卵母细胞常常作为核移植的受体细胞。这是因 为在卵母细胞的细胞质含有某种特定的因子，可以使移植 核中所含有的基因表达程序发生重新排列，使已经分化了 的细胞重新回到发育过程的原点，同受精卵一样开始个体 发育过程。 • 卵母细胞的来源有两种方式：一是用激素对雌体进 行超排处理，从输卵管冲出体内成熟的MⅡ卵母细胞。二是 从屠宰场收集卵巢，吸出滤泡中的卵丘—卵母细胞复合体 (COCs)，在体外培养成熟后作为受体。 • MⅡ期的卵母细胞已经成熟，维持的时间长，并且 有较高MPF(促成熟因子maturation promoting factor)活 性有利于供体细胞核的重编程。
《动物克隆》课件
促使克隆个体在实验室中发育成熟，形成一个与原始动物完全相同的个体。
动物克隆的历史
动物克隆起源于20世纪50年代，诺贝尔奖获得者艾斯纳克和威尔莫特首次成功克隆了动物。
1
1952
首次成功克隆了一只无性繁殖动物。
2
1996
多利羊于此年诞生，标志着克隆技术迈入新纪元。
3
2013
再一次突破，人类成功克隆猴子，为人类克隆进程提供了新的方向。
动物克隆的应用领域
动物克隆技术在医学、农业和生物研究等领域具有广泛的应用潜力。
医学研究
通过克隆动物，可以进行药物测试和疾病模拟， 加速新药的研发过程。
农业改良
动物克隆可以用于繁育优质畜禽，提高农业生，我们可以拯救濒危物种并维持 生态平衡。
器官移植
未来或许可以通过克隆动物，获得更充足的器 官资源。
伦理思考
我们需要平衡技术的发展和个体 权益的尊重。
未来探索
伦理建设
科学家们将继续不断探索和创新， 推动动物克隆技术的进一步发展。
我们需要建立健全的伦理框架， 引导动物克隆技术的发展和应用。
动物克隆的方法
目前，动物克隆可以通过以下几种方法实现：离体胚胎细胞核移植、胚胎纳米注射和人工核移植。
离体胚胎细胞核移植
胚胎纳米注射
通过将个体细胞的细胞核注入受 体胚胎的去核细胞内，实现克隆。
使用纳米尺度的注射器将克隆个 体的DNA注入受体胚胎中。
人工核移植
通过手术将个体的细胞核移植到 受体动物体内，实现克隆。
生物多样性
通过克隆技术，我们可以更好地 保护和维持动物的种群多样性。
克隆的定义和原理
克隆是指复制一个完全相同的个体，原理是通过提取和操纵细胞的DNA，再将其注入到另一个细 胞中。
《动物克隆技术》课件
动物克隆技术的挑战与前景
技术难题与挑战
虽然动物克隆技术取得了一定的成果，但仍存在许多技术难题和挑 战，如细胞核移植的成功率、胚胎发育的异常等。
伦理道德问题
动物克隆技术也引发了许多伦理道德问题，如对动物的权益保护、 人类的道德责任等。
前景展望
尽管存在许多挑战，但动物克隆技术的发展前景仍然广阔，未来有望 在繁殖、医学、生物多样性保护等领域发挥更大的作用。
感谢您的观看
THANKS
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目录 CONTENT
• 克隆技术简介 • 动物克隆技术的基本原理 • 动物克隆技术的实践与案例 • 伦理和法律问题 • 结论
01
克隆技术简介
克隆技术的定义
克隆技术是一种通过无性繁殖产生与原个体遗传物质完全相同的复制体的技术。
无性繁殖是指不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。
对动物克隆技术的监管和规范
01
02
03
制定技术标准
制定严格的动物克隆技术 标准，确保技术的安全性 和可靠性，减少对动物的 伤害。
建立审查机制
建立独立的审查机制，对 动物克隆项目进行审批和 监督，确保其符合伦理和 法律规定。
加强国际合作
加强国际合作，共同制定 动物克隆技术的国际法律 和监管框架，促进技术的 合理应用和发展。
生物多样性保护
用于保护濒危物种和珍稀动物，通 过克隆技术可以繁殖出更多的个体 ，增加种群数量，降低灭绝风险。
02
动物克隆技术的基本原理
动物克隆技术的定义
动物克隆技术的定义
核移植
动物克隆技术是一种通过核移植、胚胎发 育和生产克隆动物的过程，实现动物的无 性繁殖。
核移植是将动物的一个细胞核转移到另一 个去除了细胞核的卵母细胞中，通过电刺 激使两者融合，形成重构卵。指通过受精或人工受精获得胚胎 ，再经过移植获得新个体的方法；体细胞克隆则是通过核移植技术将体细胞核移植到去核的 卵母细胞中，再经过胚胎发育和移植获得新个体的方法。
动物克隆技术
③建立实验动物模型，探索人类发病 规律。 ④克隆异种纯系动物，提供移植器官。 ⑤拯救濒危动物，保护生态平衡。
有关克隆动物与人存在 的问题
（1）技术不成熟
得到的克隆动物具有极大的偶然性和随机 性。迄今为止，克隆试验的成功率始终很 低。例如，在培育多莉的过程中，科学家 共克隆出２７７个绵羊胚胎，最终成功使 母羊受孕并生产的只有多莉一个。 目前，多莉羊的制备还不能重复，更不能 肯定克隆多莉羊的方法也适用于其它动物 或其它不同组织器官的细胞。
1.2.理论基础
细胞全能性
个体某个器官或组织已 经分化的细胞在适宜的 条件下再生成完整个体 的遗传潜力。
尚未分化的胚胎细胞具有全能性。基于 这种认识，人们采用胚胎分割及胚胎细 胞核移植技术成功克隆出了许多动物。
2.动物克隆的发展历史：
1938年，德国胚胎学家汉斯· 斯皮曼建议用成年的细 胞核植入卵子的办法进行哺乳动物克隆。 1952年，运用斯皮曼的构想，出现世界上第一只克 隆青蛙。 1962年，美国的发育生物学家约翰· 格登宣布他用一 个成年细胞克隆出一只蝌蚪，从而引发了关于克隆 的第一轮辩论。 1984年，英国剑桥大学生物学家斯蒂恩· 威拉德森用 胚胎细胞克隆出一只羊。这是第一例得到证实的克 隆哺乳动物。
使用最多的克隆方法 ——胚胎细胞克隆
3.克隆的基本过程
动物克隆技术的核心是核移植。 核供体动物的选择与细胞核的获得。 核受体动物的选择与细胞核的移出。 供体核的移入及原核的取出。 胚泡的体外试管培养。 代母的选择与胚泡移入子宫。 克隆动物的体内发育与出生。
4.克隆动物的研究价值和发展趋势
2003.2.14日苏格兰向外界宣布：多 莉因早衰并患有肺炎，被迫实施了安 乐死。由于早衰问题，人们怀疑“多 莉是穿着羔羊服装的老羊” 。
动物克隆技术的研究进展、存在问题及应用前景
动物克隆技术的研究进展、存在问题及应用前景一、动物克隆技术的研究进展动物克隆技术是一项备受关注的前沿科技，自从1996年达利草泥马成为世界上第一头被成功克隆的动物以来，动物克隆技术一直备受瞩目。
经过多年的研究和探索，动物克隆技术在各个方面都取得了显著进展。
在生殖医学领域，动物克隆技术已经成功应用于提高优质种畜数量、改良畜牧业品种、传递基因和遗传疾病等方面。
在生物医学研究领域，动物克隆技术被用于研究疾病的发病机理和治疗方法，为医学研究提供了重要的实验模型。
动物克隆技术还被应用于濒危动物的保护和繁育工作中，为物种保存和生态平衡做出了积极的贡献。
二、存在问题然而，尽管动物克隆技术取得了一系列显著的研究进展，但也面临着一些重要的存在问题。
动物克隆技术在实际操作过程中存在着较高的失败率，如胚胎发育异常、早产等问题，这严重限制了其在实际生产中的应用。
由于基因组克隆过程中存在着个体表现型可能与原始个体不同的不确定性，这对于优良品种的保持和改良提出了挑战。
动物克隆技术还带来了伦理、道德等方面的争议，如是否会对动物福利产生负面影响、是否会影响生物多样性等，这些问题都需要我们深入思考和讨论。
三、应用前景尽管动物克隆技术存在着诸多问题，但其在农业、医学、生态保护等领域的应用前景依然十分广阔。
在农业生产方面，通过优良种畜克隆繁育，可提高畜牧业品种的优质数量，满足人们日益增长的肉食需求；在医学研究中，动物克隆技术可为人类疾病的研究和治疗提供重要的实验模型；在生态保护方面，通过动物克隆技术可提高濒危动物的繁育效率，推动物种保护和生态平衡的实现。
个人观点对于动物克隆技术，我持积极的态度。
它不仅在农业生产和医学研究中有着显著的应用前景，更为人类社会的可持续发展做出了重要贡献。
然而，我们也要正视动物克隆技术存在的问题和挑战，加强相关研究和监管，以最大限度地发挥其积极作用，同时减少其负面影响。
总结动物克隆技术的研究进展，存在问题及应用前景，是一个备受社会关注的话题。
动物克隆技术科普
动物克隆技术科普概述动物克隆技术是一种通过人工手段复制动物的生殖细胞或胚胎细胞，从而实现相同基因组的动物繁殖的技术。
它是遗传工程领域的重要研究方向，也是生物科学领域的一项重要突破。
本文将为大家科普动物克隆技术的原理、方法和应用，以及相关的伦理和社会问题。
一、动物克隆技术的原理动物克隆技术的原理是利用体细胞核移植。
首先，从一只成熟个体的体细胞中提取出细胞核，然后将这个细胞核移植到一个去除了细胞核的受体卵母细胞中，经过一系列培养和激活操作，使得受体卵母细胞重新分化和发育，最终形成一个与捐赠个体基因相同的胚胎。
这个胚胎可以继续发育成为一个新的个体，与捐赠个体具有相同的基因组。
二、动物克隆技术的方法动物克隆技术目前主要有两种方法，分别是细胞核移植和胚胎分裂法。
1. 细胞核移植细胞核移植是目前应用最广泛的动物克隆技术方法。
它可以通过将体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞中，形成一个与体细胞相同基因组的胚胎。
这个胚胎可以继续发育成为一个新的个体。
细胞核移植技术的关键是如何使得受体卵母细胞能够重新分化和发育，而不是继续遵循卵母细胞的发育路径。
2. 胚胎分裂法胚胎分裂法是一种较少应用的动物克隆技术方法。
它通过将早期胚胎分裂成多个细胞团，每个细胞团继续发育成为一个新的个体。
这种方法主要应用于某些具有较高再生能力的动物，如蚯蚓和水螅等。
三、动物克隆技术的应用动物克隆技术在科学研究、农业和医学领域都有广泛的应用。
1. 科学研究动物克隆技术可以帮助科学家研究生物发育、基因表达和细胞分化等过程。
通过对克隆胚胎的观察和分析，科学家可以更好地理解生物的发育机制。
2. 农业动物克隆技术可以应用于畜牧业，提高优良品种的繁殖效率。
通过克隆技术，可以复制出优秀的农业动物，提高农产品的质量和产量。
3. 医学动物克隆技术在医学领域有着广泛的应用前景。
例如，通过克隆技术可以制备出与患者组织相匹配的干细胞，用于治疗一些难以治愈的疾病。
此外，动物克隆技术还可以用于生物药物的研发和生产。
第二十五章 克隆动物培育技术
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（二）证明细胞全能性的研究事例
1、动物早期胚胎细胞的全能性
德国Virchow R. 论断“细胞来自细胞”。 Roux(1888) 用烧烫的针破坏蛙2细胞胚胎。 Driesch(1892)以海胆做实验。 Spemann（1901～1903） 用细发结扎蝾螈受精卵。
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供体核重新编程的机理
• 具有全能性的细胞核是否具有重编程的能力， 主要取决于细胞质启动供体核重新编程的因 子。
• 核重编程涉及到基因组DNA甲基/去甲基化 和组蛋白乙酰化。
• 在细胞分化过程中，核重编程须去除染色质 上的获得性修饰。与端粒酶活性降低、端粒 缩短有关 。
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1. 供体细胞（核供体）的准备。 2. 受体细胞（细胞质受体）的准备。 3. 核移植。 4. 核质融合及卵母细胞质的激活。 5. 重构胚的培养和移植。 6. 重复克隆。 7. 克隆动物的鉴定。
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体细胞克隆猪图解
细胞核移植 技术进行动物 克隆的主要步 骤，包括供体 细胞的选择、
受体细胞的 去核、核移植、 胚胎融合、重 构胚胎移植， 以及连续核移
植等等。
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1、供体细胞的准备
常用的供体细胞有3大类：早期胚胎细胞、胚胎干细胞 和体细胞。核移植时可以将整个细胞作为供体，也可以 挑取细胞核或含有少量细胞质的细胞移植到受体中
供体细胞的准备方面，通常采用建立细胞系的办法 。 包括：① 胚胎干细胞系的建立。② TNT4细胞系的建 立。
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多莉和邦妮
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1998年5月,美国科学家利用胎儿成纤维细胞克隆3 头牛,而且携带了转移的基因。
1998年7月Wakayama等成功地用小鼠的卵丘细 胞克隆和再克隆出小鼠,这是人类第一次用克隆动 物再克隆出克隆动物。
Wilmut博士等建立的一整套绵羊体细胞移植程 序,如恢复体细胞核全能性的“血清饥饿法”、 体细胞传代阶段的确定以及体细胞克隆后代与 亲本核供体间的DNA微卫星分析等技术,成为 全世界同行公认的哺乳动物细胞核移植的基本 程序。
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多莉和威尔穆特
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此后,他们又用绵羊的胚胎细胞进行核移植实 验,成功地获得了整合有人凝血因子XI的转基 因绵羊,取名“波莉(Polly)”，这样波莉成年后 就可能在乳汁中大量表达昂贵的医用人凝血因 子XI。
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2001年3月,英国产生 克隆绵羊“多莉”的 公司成功培育出5只
克隆小猪,期望用于人 体器官移植的研究。 五只克隆猪全为雌性， 最大的一只为Millie， 取 意 于 单 词 millenium （千禧）。
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大老鼠难以复制， 2003年法国复制的名 为“拉尔夫（Ralph）” 的老鼠是第一只。
1986年,英国的Willadsen报道用早期的胚胎细 胞克隆出第一只羊。
此后,其他科学家相继成功地克隆出牛(1987)、 兔(1988)、猪(1989)。
1996年,Campbell等报告用培养传代的羊胚盘 细胞经无血清饥饿法使其进入G0期,移入卵母 细胞后可正常发育到产仔。
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1997年2月,英国罗斯林研究所的Wilmut等利用 5岁绵羊的乳腺上皮细胞进行核移植试验,并成 功地获得了世界上第一只体细胞克隆绵羊“多 莉(Dolly)”,这是克隆技术的一个新的里程碑。
动物克隆技术的发展和现状(文献综述)
动物克隆技术的发展和现状(文献综述) 摘要:本文简要概述了克隆的概念，全面综述了国内外动物克隆技术及其原理、研究进展和现状，并根据当前克隆技术理论和实践，对该技术的应用和价值进行综述和讨论。
关键词:动物克隆;核移植;体细胞克隆动物克隆技术，又称动物核移植或无性繁殖技术。
它是通过特殊的人工手段，对动物特定发育阶段的核供体(如胚胎分裂球或体细胞核)及其相关的核受体(如去核的原核胚或成熟的卵母细胞)，不经有性繁殖，进行体外重构，并通过胚胎移植，从而达到扩大同基因型动物种群的目的。
动物克隆技术在畜牧业生产、医药生产和疾病治疗、生物学基础理论研究以及野生濒危动物的拯救和保护等诸多领域发挥着巨大作用。
1、动物克隆技术的发展1.1国外克隆技术的发展:早在1938年，Spemann就通过蝾螈胚胎分割实验证明了自己的核移植设想。
1952年，Briggs和King将青蛙卵进行核移植，获得重组胚并发育形成小蝌蚪，20世纪六七十年代两栖类、鱼类也相继克隆成功。
1996年,Hoppes克隆小鼠成功标志首例哺乳动物克隆成功。
随后，他采用显微去核和病毒介导相继获得克隆羊、克隆兔、克隆猪。
1996年，美国克隆猴获得成功，这是人类首次灵长类克隆成功，并引发克隆人与伦理争论。
1997年，克隆绵阳“多莉”的诞生，标志体细胞克隆进入了一个新时代。
1998年，Wilmut等利用核移植和转基因技术，成功地获得了转基因克隆绵阳。
1999年，华裔科学家赖良学等通过基因敲除和体细胞克隆技术相结合，成功获得“基因敲除”克隆猪。
2002年，华裔科学家杨向中宣布成功获得具有两种人类凝血因子的“双基因”克隆猪。
1.2国内克隆技术的发展我国的动物克隆技术相对发展比较晚,但几年发展速度较快并且受到国际同行的高度肯定和认可。
无论是在同种动物的胚胎细胞克隆、同种动物的体细胞克隆还是异种动物的克隆方面都有很大进步。
同种动物胚胎细胞克隆:1972年，童第周利用核移植技术首次获得了克隆黑斑鲤鱼。
动物克隆技术
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首例体细胞克隆奶牛“顺华” 首例体细胞克隆奶牛“顺华”
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克隆马及其“母亲兼姐姐” 克隆马及其“母亲兼姐姐”
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克隆非洲猫“ 克隆非洲猫“Caty”和“Madge” 和
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克隆人“三剑客” 克隆人“三剑客”： 安蒂诺里、扎沃斯、布瓦瑟里耶
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雷尔教派成员、 雷尔教派成员、法 国女科学家布里吉 特·布瓦瑟利耶在 布瓦瑟利耶在 新闻发布会上称， 新闻发布会上称， 克隆女婴“夏娃” 克隆女婴“夏娃” 已于2002年12月 已于 年 月 26日降生，但她既 日降生， 日降生 没有提供“夏娃” 没有提供“夏娃” 的照片， 的照片，也未能出 示任何其他科学证 据。 39
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二、精子穿过卵丘，与透明带相互作用 精子穿过卵丘， 精子穿过卵丘 1．精子穿过卵丘，与透明带相互作用：这一过程是由ZP3 （卵母细胞特异性糖蛋白3）介导的，是特异性的受体-配 体作用。 2．顶体反应：顶体是暴露于精子头前部的内膜包裹的帽子 结构，内含大量的水解酶，如透明质酸酶、顶体素、蛋白 酶与磷酸酶等。 3．机制：大量Ca2+内流，直接或间接激活顶体素原成为顶 体素，→激活磷脂酶，将精子膜上的磷脂分解为溶血磷脂 和脂肪酸→使精子质膜与顶体外膜形成多处融合→形成小 泡→顶体内容物外流。 • 顶体反应对精子通过透明带，穿过卵母细胞与卵膜融合是 不可缺少的一步。 4．诱导物：] • 体内：①卵泡细胞和透明带是诱发顶体反应的主要因素； ②离子、PH和温度也必须达到一定程度。 • 体外：用钙离子载体A23187可诱导获能精子发生顶体反 应，利用这一原理测定体反应，有助于预测精子的受精能 力；有的中心用顶体反应作为筛查适合作ICSI病人的方法， 16 但它的临床价值还不明确。
44_动物克隆技术概述
▪ 问题5： 是否是人类旳倒退？
▪ 有性生殖是历史进化旳成果，利于种族繁 衍和生存，以及优良形状旳形成。
▪ 选择无性生殖——克隆旳方式不利于遗传 多样性旳保护。
▪ 从有性繁殖到无性繁殖，就进化而言是一 种退化。尽管有人搞克隆人，但人类繁衍 旳必然趋势是有性繁殖。
1 . 2 . 理论基础
细胞全能性
个体某个器官或组织已 经分化旳细胞在合适旳 条件下再生成完整个体 旳遗传潜力。
还未分化旳胚胎细胞具有全能性。基于 这种认识，人们采用胚胎分割及胚胎细 胞核移植技术成功克隆出了许多动物。
2.动物克隆旳发展历史：
1938年，德国胚胎学家汉斯·斯皮曼提议用成年旳细 胞核植入卵子旳方法进行哺乳动物克隆。 1952年，利用斯皮曼旳设想，出现世界上第一只克 隆青蛙。 1962年，美国旳发育生物学家约翰·格登宣告他用一 种成年细胞克隆出一只蝌蚪，从而引起了有关克隆 旳第一轮辩论。 1984年，英国剑桥大学生物学家斯蒂恩·威拉德森用 胚胎细胞克隆出一只羊。这是第一例得到证明旳克 隆哺乳动物。
▪ 在乳腺细胞注射GN34－36小时后与无核卵 放入同一培养皿中，在微电流作用下，将 乳腺细胞核融入卵中，形成一种具有新遗 传物质旳卵细胞。
▪ 将新旳卵细胞植入羊旳结扎旳输卵管内，6 天后发育成桑椹期胚胎或囊胚（8－16个细 胞），再移入假孕母羊子宫内。
▪ 产下多莉即为6岁母羊旳复制品，也为白色。
▪ 技术路线：
芬兰多塞特白品种绵羊
苏格兰黑面母绵羊
详细操作
▪ 取处于后三分之一妊娠期旳6岁母绵羊（芬 兰多塞特白品种绵羊）旳乳腺细胞作核供 体细胞，用“饥饿法”使其进入休眠状态 而使全部基因具有活性。
动物克隆技术在药物研发上的应用案例
动物克隆技术在药物研发上的应用案例简介：动物克隆技术是一种通过体细胞核移植的方法复制动物的技术，随着科技的进步，动物克隆技术已经在许多领域得到了应用。
其中之一就是在药物研发领域的应用。
动物克隆技术在药物研发上的应用案例将在本文中进行探讨。
1. 利用克隆动物进行药物代谢研究动物克隆技术可以通过克隆同一种动物，使得它们的基因几乎完全一致。
这为药物代谢研究提供了良好的条件。
在药物研发过程中，药物代谢研究是十分重要的一环，因为不同的个体对同一种药物可能会有不同的代谢速度，因此药效可能会有差异。
借助克隆动物，研究人员可以消除基因的差异，从而更精确地研究药物在不同个体中的代谢过程，优化药物配方。
2. 利用克隆动物进行药物安全性评估在药物研发过程中，药物的安全性评估是不可或缺的一步。
传统的方法中，一般采用小鼠、大鼠等动物模型进行药物安全性评估。
然而，由于动物个体间的差异，这种方法并不十分精确。
利用动物克隆技术，可以生成基因几乎完全一致的动物模型，从而提高药物安全性评估的准确性。
例如，利用克隆猪模型可以更准确地研究新药物在猪体内的毒性和安全性。
3. 利用克隆动物进行药物疗效评估动物模型在药物研发中也经常用于疗效评估。
克隆动物模型的生成可以消除个体间基因差异的干扰，更准确地评估药物在不同个体中的疗效。
例如，利用克隆小鼠模型可以更精确地研究新药物在小鼠体内的疗效，为人类疾病治疗提供可靠的依据。
4. 利用克隆动物进行药物剂量研究药物的剂量是一个重要的参数，对于药物的疗效和安全性都有着重要的影响。
利用克隆动物模型可以更准确地研究不同剂量下药物的效果。
例如，利用克隆猪模型可以研究特定药物在不同剂量下对猪体的影响，为人类用药提供剂量参考。
5. 动物克隆技术在药物研发中的优势和挑战动物克隆技术在药物研发中的应用有诸多优势，如提供更精确的数据、节省时间和资源等。
然而，动物克隆技术也面临一些挑战，如克隆成功率低、伦理和道德等方面的考量等。
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▪ 技术路线：
芬兰多塞特白品种绵羊 苏格兰黑面母绵羊
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具体操作
▪ 取处于后三分之一妊娠期的6岁母绵羊（芬 兰多塞特白品种绵羊）的乳腺细胞作核供 体细胞，用“饥饿法”使其进入休眠状态 而使全部基因具有活性。
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里程碑式的突破
▪ 1996-1997年伊斯维姆.穆特成功制造首只体 细胞克隆动物“多莉”羊的成功证明了成 熟的体细胞也具有全能性。
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罗斯林研究所科学家取一头 普通白绵羊的乳腺细胞，将 细胞核移植到一个剔除了细 胞核的卵子中，使之融合、 分裂、发育成胚胎，然后移 植到第三头羊的体内。科学 家共培育277个胚胎，只有 多莉成功出生。1996年7月5 日，多莉降临人世。直到 1997年2月23日才公布于众。
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“试管婴儿之父”反对克隆人 ——罗伯特·爱德华
▪ 从1978年第一个试管婴儿诞生以来，全球 已有近100万试管婴儿出世。爱德华教授认 为，试管婴儿技 术与人类现存的生育伦理 没有冲突，而且还给不孕者带来福音。
▪ 克隆人则是一种无性繁殖技术，违背了人 类的生育伦理，因而应受到指责。
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世界第一只克隆宠物
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最早培育出的克隆动物
▪ 1952年，美国人罗伯特•布里格斯和T.J.金 对豹蛙发育到胚囊期的胚胎细胞做移核试 验，成功地获得了一个可以摄食的豹蛙幼 体。
▪ 1958年到1962年，英国剑桥大学利用爪蟾 原肠内胚层细胞核移植，培育出可育的非 洲爪蟾。
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▪ 得到的克隆动物具有极大的偶然性和随机 性。迄今为止，克隆试验的成功率始终很 低。例如，在培育多莉的过程中，科学家 共克隆出２７７个绵羊胚胎，最终成功使 母羊受孕并生产的只有多莉一个。
▪ 目前，多莉羊的制备还不能重复，更不能 肯定克隆多莉羊的方法也适用于其它动物 或其它不同组织器官的细胞。
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▪课堂讨论
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▪ 问题1：
克隆人是不是正常的人？怎样看待 克隆人？
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▪ 不管克隆技术怎样发展，克隆人怎样产生， 都是人，与被克隆人实质上是存在着年龄 差的同胞胎。克隆人生出来就是一个与常 人无异的人。
▪ 然而，正是这一点让人们觉得很难应对克 隆人出现的伦理关系。
▪ 他或她将如何度过自己不平凡的一生？
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▪ 问题2：
英雄、伟人可以通过克 隆再生吗？
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▪ 技术上可以保证遗传信息完全一样的个体 的复制。
▪ 性格等是有环境、社会、机遇等决定的， 是很难复制的
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▪问题3：
身体上任何一部分的细胞是否都可以用来 克隆？
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▪ 理论上都是应该可以的。
▪ 但是，目前还没有直接证据，因为仅从极 少的体细胞获得了成功。还有待于科技的 进步与发展。
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1.2.理论基础
细胞全能性
个体某个器官或组织已 经分化的细胞在适宜的 条件下再生成完整个体 的遗传潜力。
尚未分化的胚胎细胞具有全能性。基于 这种认识，人们采用胚胎分割及胚胎细 胞核移植技术成功克隆出了许多动物。
整1938年，德国胚胎学家汉斯·斯皮曼建议用成年的细 胞核植入卵子的办法进行哺乳动物克隆。 1952年，运用斯皮曼的构想，出现世界上第一只克 隆青蛙。 1962年，美国的发育生物学家约翰·格登宣布他用一 个成年细胞克隆出一只蝌蚪，从而引发了关于克隆 的第一轮辩论。 1984年，英国剑桥大学生物学家斯蒂恩·威拉德森用 胚胎细胞克隆出一只羊。这是第一例得到证实的克 隆哺乳动物。
▪ 注射促性腺激素GN促使母羊（苏格兰黑面 母绵羊）排卵，28－33小时取其未受精卵 快速去核，放入10%FCS（小牛血清）、 1%FCS和0.5%FCS连续5天，饥饿使进入 G0期做受体细胞。
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▪ 在乳腺细胞注射GN34－36小时后与无核卵 放入同一培养皿中，在微电流作用下，将 乳腺细胞核融入卵中，形成一个含有新遗 传物质的卵细胞。
2002年 法国研究人员克隆出兔子2003年 美国科学家推 出了一匹克隆骡
爱荷华州的研究人员称他们克隆出了一头濒临灭 绝的爪哇 野牛
2004年 美国加利福尼亚的一家公司培育出了第一只克隆 猫。这只猫后来成为第一只被卖出的克隆宠物。
2005年 韩国科学家宣布他们培育出了首条克隆狗叫“斯 纳皮”
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▪ 将新的卵细胞植入羊的结扎的输卵管内，6 天后发育成桑椹期胚胎或囊胚（8－16个细 胞），再移入假孕母羊子宫内。
▪ 产下多莉即为6岁母羊的复制品，也为白色。
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使用最多的克隆方法 ——胚胎细胞克隆
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3.克隆的基本过程
▪ 动物克隆技术的核心是核移植。 ▪ 核供体动物的选择与细胞核的获得。 ▪ 核受体动物的选择与细胞核的移出。 ▪ 供体核的移入及原核的取出。 ▪ 胚泡的体外试管培养。 ▪ 代母的选择与胚泡移入子宫。 ▪ 克隆动物的体内发育与出生。
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4.克隆动物的研究价值和发展趋势
▪ ①应用克隆技术，繁殖优良物种 ▪ ②建造动物药厂，制造药物蛋白。 ▪ ③建立实验动物模型，探索人类发病
规律。 ▪ ④克隆异种纯系动物，提供移植器官。 ▪ ⑤拯救濒危动物，保护生态平衡。
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有关克隆动物与人存在 的问题
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（1）技术不成熟
动物克隆技术
(CloningTechnology)
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1
1 .概述 2.动物克隆的发展历史 3.克隆的基本过程。 4.克隆动物的研究价值和发展趋
势
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2
一、概述
1.1“克隆”的定义
是指由一个动物经无性繁殖（asexual reproduction）或孤雌生殖而产生的多个具有与 亲本相同遗传信息的同质性后代，包括孤雌激活 生殖、卵裂球分离与培养、胚胎分割以及核移植 等。 根据核卵供体的来源不同可分为胚胎细胞克隆动 物和体细胞克隆动物两种。
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5
世界10年克隆研究之路
1996年 第一只成年体细胞克隆羊“多利” 诞生
1997年 一头用胎盘克隆而成的荷兰牛亮相。
1998年 两头由母牛细胞克隆而成的小牛在东京出生。
一个国际研究小组宣布克隆出了三代实验鼠
2000年 曾参与克隆“多利” 羊的英国公司培育了第一
批克隆猪
2001年 一头稀有品种的克隆亚洲牛诞生，两天后死亡。
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▪ 问题4：
人可以无休止地被克 隆吗？
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▪ 克隆羊多莉刚出生时，它的染色体却告诉我们： 当它离开母体时，就已经有好几岁了。目前它已 经永远离开了我们。
▪ 苏格兰罗斯林研究所的科学家们对多莉的染色体 做了仔细的研究，发现其染色体末端，即端粒， 比同龄的普通绵羊短。科学家认为，端粒是决定 细胞老化的主要因素，端粒越短的细胞越接近死 亡。变短的端粒或许表明遗传的蓝本会随着时间 流逝而老化，无休止地克隆一个动物是不可能的。
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许多国家支持治疗性克隆， 反对生殖性克隆
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1 器官移植：我成了零件
▪ 克隆一个小小胚胎，不让它继续长大，然 后根据需要让其中的某一部分长成心脏、 肌肉甚至是毛发，能像零件似的被使用。
▪ 将来人类身体各个部分都能得到保修，还 不用担心扰乱日常的生活和伦理，它不过 是个早期的胚胎，就像一个零配件的生产 机器。
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（2）遗传、疾病问题
▪ 克隆动物夭折率高，不少克隆动物天 生患有疾病或体形过大。
▪ 克隆动物没有遗传物质的交流和互补， 将会加剧一些遗传疾病的发生。
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（3）社会、伦理学问题
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A社会关系
▪ 父子？兄弟？ ▪ 母亲？ ▪ 归属感？
B——人+动物？
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把人类皮肤细胞核移植到家兔的卵母细胞里
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2 珍稀惜动物的克隆繁殖
▪ 中国克隆大熊猫技术的三个关键问题，包 括异种核质相容、囊胚着床和克隆个体三 个阶段，前两个阶段的实验现已成功。克 隆大熊猫的关键问题则是第三步，即大熊 猫的胚胎能否在家猫或其他寄母的子宫中 形成个体，研究小组争取在年底取得突破 性进展。
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▪ 克隆动物的年龄的断定还没有一个统一的认识。 无休止复制还没有经过研究证实。
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35
▪ 问题5： 是否是人类的倒退？
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▪ 有性生殖是历史进化的结果，利于种族繁 衍和生存，以及优良形状的形成。
▪ 选择无性生殖——克隆的方式不利于遗传 多样性的保护。
▪ 从有性繁殖到无性繁殖，就进化而言是一 种退化。尽管有人搞克隆人，但人类繁衍 的必然趋势是有性繁殖。
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“多利羊”之父反对克隆人
▪ “我认为，已经有足够的证据表明，克隆人 的行动是完全不负责任的。”他说，克隆 技术目前还存在很多不确定因素，他们在 对动物进行实验时经常遇到大量畸形或异 常情况，因此克隆技术目前不适合用于人 类。
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▪ 任何克隆动物都有基因上的缺陷。