淺談動物細胞工程及其應用

【摘要】本文簡要的介紹了動物細胞工程的一些方法和實際應用，包括細胞培養技術，細胞融合技術，胚胎工程技術，克隆技術等方面，這些技術對今后生物技術的發展奠定了理論基礎。

【關鍵詞】動物細胞工程 細胞培養技術 細胞融合技術 胚胎工程技術

動物細胞工程，是根據細胞生物學及工程學原理，定向改變動物細胞內的遺傳物質從而獲得新型生物或特種細胞產品的一門技術。這一技術在生物制藥的研究和應用中起關鍵作用，目前全世界生物技術藥物中使用動物細胞工程生產的已超過80%，例如蛋白質、單克隆抗體、疫苗等。當前動物細胞工程制藥所涉及的主要技術領域包括細胞融合技術、細胞核移植技術、轉基因動物技術和細胞大規模培養技術等方面[1]。

1細胞培養技術

細胞培養是指從體內組織取出細胞摹擬體內出現環境，在無菌、適當溫度及酸堿度和一定營養條件下，使期生長繁殖，并維持其結構和功能的一種培養技術。細胞培養的培養物為單個細胞或細胞群。細胞培養也是研究病毒與研制疫苗的基礎技術，因此細胞培養技術在遺傳學、免疫學、腫瘤學、病毒學、分子生物學等領域已得到廣泛的應用。

2細胞融合技術

細胞融合就是指在外力（誘導劑或促融劑）作用下，兩個或兩個以上的異源（種、屬間）細胞或原生質體相互接觸，從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象稱為細胞融合或細胞雜交[2]。如取材為體細胞則稱體細胞雜交，體細胞融合后可形成四倍體或多倍體細胞，由此形成的雜交細胞，其特性會有很大的變化。細胞融合不受種屬的局限，可實現種間生物體細胞的融合，使遠緣雜交成為可能，因而是改造細胞遺傳物質的有力手段。細胞融合技術避免了分離、提純、剪切、拼接等基因操作，在技術和儀器設備上的要求不象基因工程那樣復雜，投資少，有利于廣泛開展研究和推廣，有著重大的實踐意義，正得到科學界的日益重視。細胞融合技術可用于基因定位和繪制人類基因圖譜，生產樹突狀細胞抗腫瘤疫苗，生產單克隆抗體，細胞療法。

3胚胎工程技術

胚胎工程技術是胚胎移植技術發展到一定程度而出現的名詞，是由發育工程演變而來的。胚胎移植技術是繼人工授精之后發展起來的繁殖高新技術，目前已成為擴大優秀家畜遺傳資源的主要手段，有的稱作MOET技術（超數排卵與胚胎移植技術）。目前，認為造成超排差異的主要原因是動物個體差異和所處的環境不同，包括營養狀況、繁殖史、年齡、季節、超排處理時卵巢所處的狀態以及重復超排等[3]。羊卵泡的發育研究是提高超排反應的基礎，但目前還沒有實用、有效的手段來人為控制卵泡募集的數量和所處的狀態（生長或退化）。目前所有對超排的研究都是通過設立對照來選擇最佳的超排方案，但存在的不可預見性與個體差異尚無法消除。20世紀70年代，Whittingham等[4]連續報道小鼠胚胎在-196℃和-269℃冷凍保存獲得成功，引起科學界的廣泛重視。隨后相繼應用這種方法在牛、兔、綿羊、大鼠、山羊和馬等多種動物上獲得成功[5]。胚胎冷凍技術經歷了由繁到簡的過程，主要圍繞程序簡化、縮短冷凍時間、選擇低溫保護劑及冷凍方法、解凍方法等方面進行研究，所選方法和程序的目的都是盡可能減少胚胎在冷凍時的物理損傷。胚胎分割是哺乳動物胚胎工程的重要組成部分。胚胎分割就是將一枚胚胎用顯微手術分割為二，甚至分割為四或八，以獲得同胚雙生或同胚多生后代。20世紀70年代以來，隨著胚胎培養及移植技術的發展和提高，哺乳動物胚胎分割技術取得了突破性進展[5]。通過胚胎分割，目前已在山羊和綿羊上獲得同胚二分割胚后代，綿羊的同胚三羔、同胚四羔。體外受精技術。體外受精技術是通過人為操作使精子和卵子在體外環境中完成受精過程的技術。體外受精作為一種新的繁殖技術，能夠提供大量的胚胎來源，可以滿足胚胎工程研究以及生產性胚胎移植的需要。體外受精技術的進一步發展和完善，為實現動物胚胎的工廠化生產提供了可能，對充分發揮良種母畜的繁殖潛力，加快家畜品種改良和優良品種遺傳資源的開發與利用，加速畜牧業的發展具有重要的科學意義和實用價值。動物性別控制是指通過人為的干預或操作，使母畜按人們的愿望繁殖所需性別后代的技術。轉基因動物技術就是將人們需要的目的基因導入受體動物基因組，使外源基因與動物本身的基因整合在一起，并隨細胞的分裂而增殖，在動物體內得到表達，并能穩定地遺傳給后代動物。它的研究建立在經典遺傳學、分子遺傳學、結構遺傳學和DNA重組技術的基礎之上。細胞核移植技術即動物克隆技術。其方法是將供核細胞或細胞核注入去核成熟的卵母細胞內，經電或化學方法使核質融合、激活細胞分裂形成胚胎，經移植受體妊娠產仔從而達到擴繁同基因型哺乳動物的目的。理論上該技術是胚胎分割的進一步發展。胚胎干細胞技術是由早期胚胎內細胞團或原生殖細胞分離出來的多潛能細胞，它與胚胎細胞有相似的形態特征和分化潛能。動物胚胎嵌合技術即通過顯微操作，使2枚或2枚以上受精卵（胚胎）的全部或部分胚胎細胞嵌合在一起，人工復合胚胎，以獲得嵌體動物的技術。對早期嵌合體的研究用以闡明動物發育的生物學問題，近十幾年來，隨著胚胎工程的發展，已成為研究胚胎發育和遺傳變異最理想的實驗材料。在轉基因動物生產及家畜繁育等方面，嵌合體也具有潛在的優越性。

【參考文獻】

[1]馬瑞麗. 動物細胞工程制藥的研究進展 [J]. 科技資訊， 2007， 14）： 28-29.

[2]立新. 細胞融合技術與應用 [M]. 化學工業出版社， 2004.

[3]李勇， 竇忠英， 楊煒峰. 胚胎工程技術及其在畜牧業中的應用 Ξ [J]. 西北農林科技

[4]Whittingham D， Leibo S， Mazur P. Survival of mouse embryos frozen to-196 and-269 C [J]. Science， 1972， 178（4059）： 411-414.

[5]劉永華， 朱化彬， 郝海生等. 哺乳動物胚胎分割技術研究進展 [J]. 中國畜牧獸醫， 2007， 34（3）： 52-54.