有一个胚胎是4BBXY多条染色体嵌合可以移植吗

可以的；方法有很多种可选择，比如第三代试管婴儿技术就可以的；
第三代试管婴儿
先进的生殖医学研究已将人类生殖的自我控制推向新的极限——第一代试管婴儿技术，解决的是因女性因素引致的不孕；第二代试管婴儿技术， 解决因男性因素引致的不育问题；而第三代试管婴儿技术所取得的突破是革命性的，它从生物遗传学的角度，帮助人类选择生育最健康的后代，为有遗传病的未来父母提供生育健康孩子的机会。
目前中国第三代试管婴儿技术完全成熟，以庄广伦教授为首的生殖医学中心是我国进行第三代试管婴儿的临床应用的惟一科研单位。
第三代试管婴儿技术能够实现优生的原理：
因为生殖医学中心会为每一对选择试管婴儿技术生育儿女的夫妇，在试管中培育出若干个胚胎，在胚胎植入母体之前，按照遗传学原理对这些胚胎作诊断（此方法简称PGD），从中选择最符合优生条件的那一个胚胎植入母体。
这种符合优生条件的胚胎是这样被筛选出来的：人类某些遗传病如X性连锁疾病，是有选择地在不同性别的后代身上发病的。以血友病的男性患者为例，一般来说他的儿子是正常的；而女儿或正常或携带血友病基因的概率各占一半（血友病基因携带者一般不会发病）；血友病患者如是女性，那她的儿子会发病，而她的女儿携带正常或血友病基因的概率各占一半。营养不良、色盲等遗传病的优生原理与血友病相同。只要了解这种遗传特征，就可以对试管培育的胚胎细胞进行基因检测，选择无致病基因的胚胎植入子宫，从而避免遗传病孩出生。
人类很多遗传性疾病都可以使用这种PGD方法避免遗传给后代，譬如地中海贫血、先天愚型等等。
两对夫妇权衡利弊，作出两个不同的决定：一对同意采用第三代试婴技术选择生女孩；一对心存侥幸，不想采用此技术，还想搏一搏生个男孩，但可以肯定，生下的男孩如前胎男孩一样，仍是血友病患者。
类似后一种情况庄广伦遇到很多，他说：“尽管现代科技已可通过基因技术避免一些遗传病，但有的人在生男生女问题上传统观念仍然根深蒂固。”
自1999年广东中山大学附属第一医院生殖中心成功完成我国第一例胚胎植入前遗传学诊断（PGD）至今，PGD作为一种非常早期的产前诊断形式，在我国已被普遍接受。到目前为止，我国共有7家PGD中心，进行了超过150个PGD周期，分娩了30个健康胎儿。
PGD通常是指从体外受精的胚胎取部分细胞进行基因检测，将排除致病基因、诊断无遗传病的胚胎移植入子宫，从而防止有遗传病患儿的妊娠。
由于目前对大多数的遗传性疾病目前还缺乏有效的治疗手段。所以，降低某种特定遗传性疾病最主要的方法就是在遗传优生咨询的基础上，准确地诊断出高危妊娠，对患病胎儿进行选择性流产，从而达到减少患病儿出生的目的。这种产前诊断通常在孕16~18周进行，选择性的流产或引产不仅会给病人造成严重的生理和心理创伤，同时也会带来一些伦理道德上的争议。
在这种情况下，PGD应运而生。它的出现是辅助生殖技术和分子生物学技术飞速发展的结果。应用PGD技术不仅可以防止遗传性疾病的发生，同时还避免了选择性流产和多次流产可能造成的危害及伦理道德上的冲突。从理论上讲，凡可以通过产前诊断鉴别的疾病，就有可能应用PGD进行诊断。
具体请与庄光伦教授联系。
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上周，纽约时报道一位女性，通过体外受精怀孕，简称I.V.F.( In vitro fertilisation)但是，胚胎经基因检测后，属于"嵌合体"（ mosaic） 。

这时她需要做出一个决定:

是接受一个不完美的胚胎，还是重新去做I.V.F.。她最终选择了冒险怀孕。让我们看看她是如何做出这样一个决定的。从中大家可以了解“嵌合体”；基因检测的准确性，以及这患者做医疗决策的过程，供我们参考。

这位女性自称自己是晚开的“花朵”，在37岁时遇到了她的丈夫，39岁结婚。虽然身体 健康 ，但是毕竟已经接近40岁， 在经过六个月自然怀孕没能成功后，决定借助体外受精和各种先进的技术怀孕。

于是，这位女士和她的的丈夫来到了一家基因检测公司的办公室，这里的氛围一下就把他们给吸引住了，接待室里深色的天鹅绒沙发和松软的靠垫，周围墙上都是微笑的婴儿照片，生育医生做了专业且动人的介绍，告诉这对夫妇，35岁以后，女性怀孕的机率下降。 年龄较大的女性，即使做了提高生育力治疗，也很少产生正常的胚胎。 如果接受他们提供胚胎测试，保证一年之内可以怀上一个 健康 的婴儿。

生育医生说：通过对胚胎中的染色体测试，可以排除那些可能导致流产或可能造成先天残疾的不好的胚胎，选出适合移植的好的胚胎。

于是这对夫妇决定接受胚胎基因检测的建议。

经过两轮体外受精，他们共获得了五个胚胎。但是基因检测认为其中四个“异常”，即要多么带有多余的染色体，要么缺失染色体。 第五个胚胎是一个女孩，被检测医生称为“嵌合体”，这意味着它既有异常细胞又有正常细胞。

在上个世纪90年代后期开始，医生将受精卵的测试结果只分为两种：正常或异常。在2015年添加了一个新的分类“嵌合体”。根据异常细胞的数量，嵌合体胚胎又分为是低，高两种水平。 在所有测试胚胎中，嵌合体约占20%。

文中的这位女士的嵌合体是一个低水平，一些细胞在22条染色体外又多了一条染色体。 科学家对嵌合体了解还处在研究阶段。就是说这位女士的胚胎可能是正常的，能孕育出一个 健康 的婴儿；也可能出现遗传异常，导致流产； 或孕育出带有某种先天缺陷胎儿，例如，先天性心脏缺损，不对称发育（身体一侧发育正常，而另一侧某些部位融合在一起了）也有可能是某种残疾。 也就是说，像在掷骰子一样。

在社交媒体上有很多嵌合体的孩子及其他们的家长的社区，其中有专门针对22对染色体外，又多了一条染色的社区。社区中一些22+嵌合体的人是成年后才知道的，他们和其他一样生活和工作，。一些怀孕了22+嵌合体的孕妇最后流产了，22+嵌合体孩子们，从新生儿到青少年，在发育方面面临着更多的挑战。如果是女孩，多余的一条染色还可能导致不孕。

这对夫妇必须做出一个选择：放弃现在的胚胎，重做IVF。 那就要担心还可能出现不育的胚胎，移植这个嵌合体胚胎至子宫怀孕。

考虑到胎儿可能面临风险和出生后的发育风险，生育咨询师建议放弃这个胚胎。但对于当事人来说，并不是那么简单！

这位女士表示，她对未来孩子没有过高的希望，没有让她读哈佛或者入选世界最美婴儿想法，她只希望孩子不要像她那样个矮，另外丈夫的皮肤有雀斑，因此希望孩子遗传自己深色的皮肤。除此之外，别无它求。她说家里养了个狗子，是从街上捡来的，脸庞偏窄，他们并不认为这时遗传缺陷，反而认为这代表了现代艺术。但是这与养活一个可能存在各种生存风险的孩子还是不同的，。

所以这个决定是非常艰难的！

女士认为她可以接受为抚养一个有特殊需要的孩子而终生放弃轻松的生活，她对于为孩子做出各种牺牲都做好了准备。真是“为母则刚”。但是她又担心想要孩子心愿让她完全忽视自己是否具备足够的能力。

如果放弃这个胚胎，她有觉得很残酷，为了自己要一个完美无缺的孩子。在不知结果的情况下对另外一个人做了生死的判决。

她又去做了些功课，她发现I.V.F.的基因测试得出关于胚胎的结果并不十分准确。

她又查阅了些资料发现，耶鲁大学医学院妇产科和生殖科学系主任休·泰勒博士说：“实验室仅测试了大约150个组成受精卵的细胞。” “如果我们认为基于少数几个细胞反映了胚胎完整的信息，我们就是在自欺欺人。”

最近发表的一项关于1,000个嵌合体胚胎的研究发现，这1000个嵌合体移植后，发育到成晚期妊娠和足月分娩的胚胎的比率与没有遗传差异的正常胚胎具有相似的比率。

于是她做出了冒险怀孕的决定。 2020年2月下旬，决定将胚胎转移到子宫中。

五个月后，这位女士又遇到了一个难题，她接到一个电话，是负责给他做检查的医生大来的。这位医生取消了原来预约的检查，理由是对她孕育嵌合体胚胎感到不舒服。这位女士虽然很生气，但是克制住了内心的委屈情绪。

其实这里暗示着一个问题，就是是否孕育一个嵌合体胚胎的决定权在谁的手里？

耶鲁大学的泰勒博士说：“胚胎测试的更大问题是，谁承担可生下残疾婴儿的风险。” “决定权不应该留给医生。应该是患者来做出决定，但是如果不可避免地要出现死亡情况时，医生再给予适当的建议。”

接下来，美丽但不完美的胚胎被移入了这位女士的子宫，顺利着床，在每两周一次的超声波检查中发现，胎儿心跳有力。

这位女士说，她每周都有新的担忧-可能会流产？，或者婴儿可能还有其他异常情况，没有在胚胎测试中发现。

但她就用泰勒博士的话安慰自己：“嵌合体比我们想象的要普遍的多。我们很多人都是嵌合体，自己却不知道。”

三个月后，她的医生建议进行一次血液检查，检查婴儿血液中的DNA片段，看看她是否有遗传异常的风险。

这时这对夫妇已经静下心来，准备好接受一个可能不同于普通孩子的婴儿出现他们的家庭中，并决定无论检查结果怎样，我们都不会放弃这次妊娠。

检查结果陆续回来了，一切正常。但是，就像胚胎基因测试一样，血液测试的结果也不能准确地预测胎儿的遗传状况。医生又提出做更准确的羊膜穿刺检查，但这时这对夫妇已经做出了决定。所以检查结果已经不重要了。

在超声检查中，他们的女儿总是将脸庞藏在手背后，或用力压在胎盘上，好像在说她要在隐蔽中成长。在5个月是才看胎儿的完整轮廓。胎儿的鼻子又长又尖，很突出，很明显，因此不会认错了她。这位女士说不知道这是那条多余染色体的特征之一，还是只是遗传了她丈夫的鼻子。随着预产期越来越近，对遗传可能出现的也就不担心了。

应该是说这位女士既勇敢又智慧！

目前除了少数几个遗传疾病可以通过基因检查获得明确的诊断外，很多基因检测的结果远不完美。希望有关患者能正确理解基因检查，别一听到这么高大上的名次，就认为它一定准确无误

你所说的就是生命科学研究上的嵌合体

嵌合体研究进展
1 嵌合体的概念
嵌合体(Chimera)一词源于希腊文,古希腊神话中用它
代表羊头、狮身、蛇尾这样一些由不同种类的动物所拼凑成
的怪物,这意味着人们改造自然的愿望。20世纪60年代中
期,在高等哺乳动物上得到了由两个或两个以上不同遗传性
状组成的胚胎发育成的个体,这种个体的组织器官是由基因
型不同的细胞群所组成,故称之为嵌合体。有的学者用非自
主表型(Allophene)一词代表这种个体,意指不同的表型是由
于有不同基因型的缘故。为了方便起见,Ford(1969)把在发
育的很早期,如卵裂期甚至受精卵期所形成的嵌合体,称为
原发性嵌合体(Primary Chimera);把在发育的晚期,如胚层
已分化,或器官开始形成后通过组织移植或嫁接等方法所形
成的部分组织或器官的嵌合,称为次生型嵌合体(Secondary
himera)。通常所说的嵌合体指原发性嵌合体,即人工地将
两个或两个以上具有不同遗传性状的早期胚胎,或者把具有
特种遗传性状的细胞和早期胚胎聚合或显微注射所产生的
嵌合体〔1〕。嵌合胚内不同来源的细胞相互调节、相互作用以
至共同完成胚胎发育。由于嵌合体能携带适当的遗传标记
并能在个体发育中表现出来,因而它成为研究所有动物个体
发育最为理想的实验材料和遗传研究模型。
2 嵌合体研究概况
2.1 小鼠嵌合体的研究进展
嵌合体研究至今已有80多年的历史。1942年,Nicholas
和Hall就曾试图用不同品系的大鼠,将其早期分裂球进行聚
合制作嵌合体,结果只得到一个死胎,未能证明为嵌合体。
之后,Tarkowski(1961,1963)〔2〕将具有不同毛色和葡萄糖磷
酸异构酶(Glucose Phosphate Isomerase,GPI)迁移率不同的两
种小鼠的胚胎,在卵裂的不同时期,如8-细胞期、16-细胞
期,甚至桑葚胚进行聚集,成功地制作了世界上第一只嵌合
体小鼠。通过毛色和同工酶的测定,证明这些嵌合体的各种
组织中都有来自两种胚胎的细胞。至此以后,嵌合体技术受
到了国内外哺乳动物发育生物学工作者们的极大重视。
Gardner在1968年又创建了囊胚注射法,并用这种方法
成功地获得嵌合体,因此法具有许多优点,可将不同类型的
细胞直接注射到囊胚腔内,所以成为目前获得嵌合体的主要
研究手段〔3〕。1981年,Evans和Kaufman〔4〕及Martin〔5〕首次
报道了从正常小鼠胚胎中分离建立了胚胎多能干细胞系,简
称ES细胞(Embryonic Stem Cells)。由于这种细胞来源于正
常胚胎,在细胞形态、生化特性、细胞表面抗原组成、体内外
分化能力等方面与分离的胚胎内细胞团(Inner Cell Mass,
ICM)十分相似,多数具有完整二倍体核型,可以有较高的频
率形成嵌合体。1984年,Bradley等〔6~8〕通过囊胚注射法获
得了首例小鼠ES细胞种系嵌合体,种系嵌合体的获得是实
现ES细胞介导的转基因途径的决定步骤。ES细胞种系分
化能力的保持是决定种系嵌合的前提条件,尽管可通过体内
外分化实验及全能性细胞分子标记推测ES细胞系是否具有
多方向的发育潜能,但嵌合体的制作及种系嵌合体的获得则
是判定ES细胞系是否具有种系分化能力的唯一方法。
Robertson等〔9〕及Gossler等〔10〕在1986年,分别以
PSVmos-1neo和pSVtkneoβ融合基因转化小鼠ES细胞
并成功实现种系传递,宣告了ES细胞途径的诞生。与原核
注射及逆转录病毒感染等其他转基因途径相比,ES细胞途
*为通讯作者。
径的优点在于ES细胞可在体外连续培养并保持发育全能
性,使得目的突变的筛选可在细胞水平而非个体水平进行。
尤为重要的是,利用基因组同源序列及合适的选择标记基因
可构建基因打靶(gene targeting)载体转化ES细胞获得小概
率的同源重组事件,进而经由种系嵌合体得到内源基因定位
致变(knock—out)或外源基因定点整合(knock—in)的突变品
系,这是迄今为止任何其他转基因途径所无法实现的。
1987年,Thomas和Capecchi将基因定位整合技术与ES
细胞途径相结合,首次获得了内源基因(Hprt)定位失活的转
基因小鼠。随后,人们以同样的方法成功地定位改变了一系
列的内源基因,例如:通过ES细胞对MT基因和对tPA基因
的研究,在分子和个体水平上使人们对这些基因有了更深的
了解,同时,也充分显示了ES细胞途径的潜力所在。宋震涛
等〔11〕在1993年,用囊胚注射法将小鼠胚胎多能干细胞—
CCE细胞注射到发育3.5 d的昆明和C57BL/6J小鼠受体囊
胚腔内,经假孕鼠借腹怀胎,获3只CCE细胞毛色嵌合鼠。
实验共注射胚胎654个,经培养其恢复成活率73.8%,胚胎
移植后,假母受孕率及产仔率分别为32.9%和53%。在所
获3只嵌合鼠中,2只为CCE—昆明毛色嵌合鼠,1只为
CCE—C57BL/6J毛色嵌合鼠,这是国内首次利用胚胎多能
干细胞获得嵌合鼠。同年,Wood等人报道了用ES细胞
R—1进行囊胚注射,注射后移胚631个,出生250只(40%),
嵌合体95只(15%)。Stewart等(1994)〔12〕按照Resnick〔13〕
的方法从7枚9dpc129/SV系小鼠胚胎PGCs分离并建立了
3个EG细胞系。待其观察到干细胞克隆时,将其转移到无
bFGF的PMEF上维持培养。对传至4代的EG细胞系做核
型分析及嵌合体实验,3个细胞系核型分别为40∶XY(EG1)、
40∶XX(EG3)、39∶XO(EG2)。将PGCs注射C57BL/6J小鼠
囊胚99枚,出生仔鼠62只,其中20只为皮毛嵌合体,嵌合
面积10%~90%,嵌合体正常。12只(5♀7)嵌合体小鼠
与C57BL/6J小鼠交配,出生539只后代,其中6只(4♀2)
嵌合体小鼠的169只后代为刺鼠型,证明这6只小鼠为生殖
系嵌合体。研究结果证实EG细胞与ES细胞同样具有形成
功能性配子和实现生殖系嵌合,产生嵌合体的能力。
1996年,吴白燕等〔14〕用北京大学生命科学学院所建立
的ES细胞系MESPU13通过囊胚显微注射到C57BL/6J小
鼠的囊胚中构建嵌合体小鼠。在注射了2~9个ES细胞的
136个囊胚中,127个囊胚(93%)经过3 h的培养后重新出现
囊胚腔。当把119个恢复的囊胚移植到假孕雌鼠的子宫时,
获得63只(52.9%)出生鼠。在59只存活到可以判定毛色
阶段的小鼠中,有21只(35.6%)被判定为嵌合鼠,显示了该
ES细胞系具有较高的嵌合能力。同年,何维等〔15〕采用源于
Swiss小鼠远交群的昆明品系小鼠囊胚成功建成了三个远交
系小鼠ES细胞系,核型正常率均达到70%以上,自第八代
起分批冻存。复苏后,培养至第12代,消化成单细胞,通过
囊胚显微注射,将其注射到615品系小鼠胚胎获得嵌合体,
这是首例用远交系小鼠胚胎干细胞系培育成功嵌合体小鼠。
在1999年,陈伟胜等〔16〕选用近交系C57BL/6J及远交系
KMW和ICR为受体胚胎提供者,分别通过囊胚注射法和
8—细胞期桑葚胚注射法进行了嵌合体构建实验。共获得嵌
合体81只,经毛色分析确定在进行测交的42只嵌合体中有
19只是种系传递者,为国内小鼠ES细胞种系嵌合体的首例
报道。通过对小鼠ES细胞囊胚注射后形成嵌合体,进一步
培育出整合于生殖系的小鼠品系。囊胚注射法制作嵌合体
这一套技术路线在制备基因剔除小鼠时已成功运用,该技
的优点是可以对每个单克隆细胞进行分析,并由此培育出
克隆细胞发育出来的小鼠。由于首先在ES细胞水平进行
操作,获得表达目的基因的单克隆细胞,经囊胚显微注射得
到表达目的基因的嵌合体小鼠,再由此培育出纯系小鼠,所
以在整个过程中ES细胞的分化潜能直接关系到小鼠的正常
发育。姚玉成等(2001)〔17〕为了探讨小鼠ES细胞参与早期
胚胎发育的潜能,以neo基因作为目的基因进行了ES细胞
的转染,经G418的筛选,获得表达neo基因的单克隆细胞,
然后进行囊胚注射60枚受体小鼠囊胚,恢复培养后移植到5
只假孕小鼠,得到了携带有neo基因的嵌合体小鼠,通过对
嵌合体小鼠各组织PCR分析发现,neo基因可以在皮肤、肝
脏、血液等多种组织中存在。
除了种内嵌合体,小鼠种间嵌合体早已有成功的报道。
虽然大小鼠嵌合胚、田鼠和小鼠嵌合胚能成功地附植,但没
有成活的嵌合体出生。Rossant用ICM注入法,首次获得了
小鼠种间嵌合体(Mus musculus←→Mus caroli)。在嵌合体内
没有发现细胞系之间的选择性排斥关系。用GPI酶分析,显
示骨骼肌中有杂交的GPI酶,说明两种不同来源的成肌细胞
融合为正常功能的肌纤维。正常小鼠胚胎与多倍体胚胎、雌
核发育胚胎所制作的聚合胚也分别被用来进行了大量嵌合
体的研究〔18~20〕:正常胚胎在细胞松弛素B作用下,染色体
加倍形成三倍体或四倍体胚胎。这种多倍体胚胎发育迟缓、
组织畸形,即使出生也不能存活。与正常胚胎嵌合后,3n或
n细胞虽参与各种组织形成,但仍影响正常胚胎发育。Lu
1980)和Azuma(1991)分别获得了成活的4n←→2n、3n←→
n嵌合小鼠,并具有正常生殖能力,繁殖实验证明,所有的后
代均为2n细胞来源。这种多倍体胚胎嵌合体在研究性染色
体及剂量补偿作用、多倍染色体对个体发育的影响方面具有
重要价值,是研究染色体功能、基因平衡、基因定位的良好模
型。单性生殖胚胎(Parthenogenetic Embryo)是将受精卵中
的雄原核或雌原核挑去,在用细胞松弛素B使其染色体加
倍,从而得到正常胚胎数目的染色体。由于XY型为致死
型,因而这种加倍后的胚胎皆为XX型。这种雌核发育胚胎
在附植后很快死亡。Stevens(1978)〔18〕将1枚正常受精的小
鼠胚胎与2枚孤雌发育的桑葚胚,去除透明带后在Whitten
氏液中聚合培养,形成3胚聚合的胚胎;将55枚3胚聚合胚
移植至6只假孕雌鼠,产出两窝共7只仔鼠,经检测其中1
雌性和1雄性仔鼠为嵌合体。证明源于孤雌胚的细胞能存
活并参与形成正常的器官。雌核发育胚胎能广泛形成嵌合
体各种组织。但成活个体在体型上均小于正常小鼠。与多
倍体胚胎不同,雌核发育胚胎能参与嵌合体生殖系形成,并
产生有功能的卵子。Market等( 1978 )〔21〕和Petters
1980)〔22〕还得到了由3个或4个胚胎聚合而成的6个双亲
和8个双亲的小鼠嵌合体及其后代,不过这种6个以上双亲
的嵌合小鼠,选择遗传标记更加困难。这类嵌合体对研究
巨型”胚胎的生长和调节等具有一定的价值。
上述研究结果表明,虽然迄今还没有完全由孤雌胚发育
而成的后代,但因孤雌胚细胞可参与形成各种组织包括生殖
细胞,故可能通过缺少父源遗传结构的生殖系仅将母源的遗
传信息传给后代。换句话说,通过嵌合体技术可能产生孤雌
发育的个体。因此,有必要深入研究。
2.2 其它哺乳动物嵌合体的研究进展
由于家畜胚胎的发育特点,体外培养条件与小鼠相比差
异较大,有关家畜嵌合体方面的报道比较少。
.2.1 羊:Pighills曾首先尝试用桑葚胚聚合法制作嵌合体
绵羊。最初用ICM注入法制作嵌合体的成功率不及3%。
utler(1985)发现ICM注入法同样得到较高比例的嵌合体绵
羊。且在制作聚合胚时发现,当细胞数量比正常胚胎多时则
易形成嵌合体,而细胞数量少于正常胚胎时则产生嵌合体的
比例明显下降,其原因可能是细胞数量多时,参与ICM的机
会增加。1998年有人成功地报道了把从山羊胎儿采取的原
始生殖细胞在STO细胞上继代培养,这些细胞从形态特征,
对AKP阳性的反应及在体外分化成各种细胞的全能性来
看,确定是山羊EG细胞。但是,关于嵌合体形成没有得到
验证。嵌合体显示对两个细胞系的免疫耐受性,这同样适用
于种间嵌合体,因而种间嵌合体成为母体与胎儿免疫识别机
制及研究妊娠失败的良好模型。Fehilly(1984)分别用聚合法
和注射法制作绵山羊嵌合胚,然后移植到与受体胚泡同种的
假孕受体,结果绵羊和山羊能分别产下正常的种间嵌合体。
尽管雌性绵山羊等嵌合体能生产正常绵羊胎儿,但却不能怀
孕山羊和杂交种胎儿。其失败的原因可能是一种母体的细
胞毒性抗体对种特异性抗原的反应引起的。
2.2.2 牛:牛嵌合体的报道也有几例。最初用ICM注入法
制作种间嵌合体(Bos indicus←→Bos taurus),尽管没有产生
外观可见的嵌合牛,但生化检测表明内脏器官存在嵌合
性〔23〕。Brem(1984)〔24〕获得一头嵌合牛,此牛是由4个半胚
组成的聚合胚发育而成的,与绵羊嵌合体的发现相同,可能
聚合胚中细胞数量越多时,不同细胞系参与形成ICM的机
率相应提高。Picard(1990)〔25〕将8 d ICM与5.5 d桑葚胚聚
合后得到5头嵌合牛,说明8 d ICM仍能参入嵌合牛中ICM
的形成,同时发现10 d的ICM与5.5 d胚胎能形成聚合胚,
但不能参与成体发育。Cibelli〔26〕利用转基因技术得到了生
殖系嵌合牛,在1998年,用显微注射法把将囊胚建立的细胞
系导入基因后的基因转移细胞系注入受体胚,制作了转基因
嵌合体牛。另外,基因导入后的胎儿成纤维细胞,注入去核
的卵母细胞,所形成的囊胚建立起的转基因细胞系,同样具
有形成嵌合体的能力。结果表明,判定这些细胞株为牛ES
细胞。但是,牛生殖系制作嵌合体未见报道。
2.2.3 猪:在1990~1991年猪ES细胞的建立有许多报道,
但是,所有形式的判定标准,形态特征,未能测出在体外的分
化能力,胚体形成或者细胞标记物腊丁18(细胞分化标记
物),没做获得的细胞嵌合体形成能力的实验。在1992年,
Kashiwazeki采用ICM注入法将白化品系ICM注入褐色被
毛受体囊胚中,产生了2头嵌合猪。Mueller等(1999)自30
个25~28 dpc WAPhGH转基因猪胎儿生殖嵴分离PGCs,将
其注射到209枚6日龄猪囊胚,重组胚移入11头受体猪,用
转基因标志作PCR试验,分析49个胎儿和8头仔猪PGCs
是否参与嵌合,检测结果32个胎儿呈现5/12种组织嵌合,8
头仔猪为皮肤基因转染,其中4头表现皮色嵌合。
3 嵌合体的制作方法
迄今为止,制作嵌合体的方法有两种,即聚合法和囊胚
注射法,可根据实验目的而选用。
3.1 聚合法〔27~34〕
聚合法是用胚梁将除去透明带的两枚8细胞至桑葚期
胚胎或来自两个胚胎的分裂球与ES细胞聚合在一起,称为
聚合法。聚合法适用于同种,发育阶段处于同步或者差距不
大的胚胎。其方法是在2个8细胞胚胎中间夹几个ES细
胞;1993年,Wood等〔27〕人报告了一种简单、有效的产生嵌合
鼠(包括种系嵌合鼠)的方法,该方法仅需要将ES细胞同8
细胞时期的胚胎进行简单的共培养即可完成。1997年,何维
等〔28〕以MC15为供体ES细胞,用KMW品系小鼠8细胞期
的胚胎为受体胚胎,采用聚合法共植入8细胞期胚胎35个,
产仔18只,产仔率51.4%,获得嵌合鼠2只。用聚合法制作
嵌合体,操作简便,不需要特殊的仪器设备,是制作嵌合胚和
嵌合体动物的有效方法。
3.2 囊胚注射法〔25~44〕
囊胚注射法技术难度较大,但适用范围较广,可用于种
·3·《上海畜牧兽医通讯》 2008年第3期
或种间,供体和受体的发育阶段可同步,也可以是不同步
,它还适用于不能去透明带的动物,如兔等。该法是将几
个ES细胞(一般5~15个左右)注入囊胚腔中。但囊胚注射
法需要购买昂贵的仪器,而且技术难度较大,需要一定的时
间才能掌握。
4 嵌合体鉴定〔45〕
嵌合体鉴定也称嵌合体标记(Markers of chimera)或嵌合
体分析(Analysis of chimea),通过鉴定所选择的不同细胞系
的遗传标志在嵌合体中的出现,即可判定是否不同培养细胞
参与了嵌合胚的发育。迄今所用的嵌合体鉴定方法可分为
人工标记和遗传标记两种方法。
4.1 人工标记
此种方法多用于蛙类嵌合体的鉴别,哺乳动物中较少应
用。其最典型的标记物为活体染色色素和油滴。此外使用
的标记物还有0.1~0.2μM的珠状物,放射性物质、荧光胶
质金、黑色素颗粒、山葵过氧化物等。
4.2 遗传标记
它是根据嵌合体在嵌合前两个胚胎本身所具有的特性
作为标记来进行鉴定,如由遗传所决定的黑色素以及通过生
物化学、染色体、细胞学、组织学、组织化学、免疫组织化学等
方法能够鉴别的物质等。为了检测ES细胞的嵌合程度,目
前通常是采用两个遗传标记。
.2.1 色素分析法:这是最简单且直观的分析方法,一般选
择皮肤颜色、毛色差异的动物胚胎来制作嵌合体。由于供体
ES细胞与受体胚胎来源品系有明显的毛色区别,故可根据
移植后代是否具有ES细胞来源的毛色明确判定嵌合体。嵌
合体的毛色嵌合程度按ES细胞来源毛皮所占大致比例估
算,结果以百分率表示,外观无受体品系毛色掺杂的嵌合体
毛色嵌合程度计为100%。在嵌合体构建实验中,通常以嵌
合体的毛色嵌合程度推测内脏(尤其是种系)的嵌合程度。
在毛色嵌合程度较高的嵌合体中,种系嵌合的发生及种系嵌
合程度似乎是随机的,与毛色嵌合程度无明显的相关性,这
说明毛色嵌合程度与脏器嵌合程度并不完全平行。因此,有
必要对毛色嵌合程度较低的嵌合体也进行测交分析。
.2.2 生物化学法:主要通过测定嵌合体血液或组织中的
特定酶(同工酶),如磷酸葡萄糖异构酶(GPI)、磷酸葡萄糖变
位酶(PGM-1)、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(6-PGDi)等,也可
以根据细胞抗原、血清运铁蛋白和白蛋白类型来确定是否有
亲缘关系,以鉴定是否是嵌合体。GPI同工酶分析方法相当
灵敏,其灵敏度约为2%〔46〕,用很微量的样品就可以达到分
析目的。虽然目前已有了一些更为灵敏的方法,如使用PCR
法〔47〕或利用小卫星DNA〔48〕的方法。但由于GPI方法的快
速、简便和价格适中的优点,仍是目前广泛使用的方法。GPI
广泛存在于动物体内的所有组织细胞内,非常稳定,主要催
化六磷酸葡萄糖和六磷酸果糖的互变反应。在小鼠中,GPI
-1基因位于第7染色体上,绝大多数近交系小鼠的基因型
为纯合的GPI-1a或GPI-1b,a和b为两个共显性的等位
基因。在进行电泳时,根据等位基因a和b的不同,可以得
到A型和B型的条带〔49〕。通常在构建嵌合体鼠的实验中,
选择带有与供体细胞不同的等位基因的胚胎作为受体,有利
于对嵌合鼠体内组织器官中的嵌合情况进行分析。
5 嵌合体的应用前景
对哺乳动物基因组进行人工改造,最终是为了获得带有
人们所期望的目的性状的转基因动物,这是哺乳动物遗传工
程研究的一项重大课题。哺乳动物发育的基因调控在过去
由于种种原因(如哺乳动物突变种很少,生命周期长,胚胎是
在母体子宫中发育,数量少等)难以有很大进展。随着ES细
胞的建立,可以在培养瓶中进行突变和筛选,并且筛选出来
的突变细胞株可以经受反复的冻存和复苏,还可以进行嵌合
体分析和分子遗传学分析。或运用体细胞遗传操作技术,在
细胞水平上对带有遗传修饰的转化ES细胞进行有效的筛
选,最终使目的基因整合到生殖细胞中,并传入后代成为种
系嵌合体。由于嵌合体动物在胚胎发育过程中的特殊性,它
不仅是遗传工程的重要组成部分,而且可以作为发育生物
学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、医学、畜牧学等方面均具有
广泛应用价值。它既为这些研究提供特殊的动物模型,也可
用于人工创造特殊的动物。
5.1 研究染色体畸变
在对许多遗传病的研究中,发现许多体细胞核的染色体
是非整倍体(Aneuploid),其中单体和三体(Trisome,Ts)最常
见。非整倍体←→2n嵌合体是研究染色体功能、基因平衡、
基因定位的良好模型。在哺乳动物含有非整倍体的个体往
往伴有严重的遗传障碍,一般不能存活。目前人们借助EC
细胞或生化手段已经构建出含有单体或三体染色体的小鼠
嵌合体。
5.2 研究基因突变
在20世纪80年代获得小鼠ES细胞以来,ES细胞在基
因工程领域受到普遍重视,将ES细胞注入受体囊胚是其完
成个体发育的唯一途径。通过基因的同源重组技术可将突
变基因导入ES细胞,当携带突变基因的ES细胞参与嵌合体
生殖系组成后,即可在繁殖后代中研究突变基因的作用。
Goldstein等(1979)证明EC细胞具有高度亲合低密度脂蛋白
的受体,并进一步准备诱发低密度脂蛋白受体缺损株,把这
种细胞注射到囊胚中,从而有望获得与人类高胆固醇血管症
相同的动物模型。1987年Hooper等〔50〕人(英国爱丁堡大
学)以及同年Kuehn(英国剑桥大学)分别从ES细胞中通过
自发突变或诱发突变得到了HPRT-的ES细胞,并通过嵌
合体和嵌合体的繁育得到了HPRT缺陷型的小鼠模型,为研
究人类遗传病Lesch-Nyhan综合征(是由于不能合成雌黄
嘌呤转磷酸核糖激酶而引起)提供了良好的遗传研究模型。
5.3 转基因动物生产方面的应用
从20世纪60年代开始,经过体细胞遗传学家和病毒学
家的长期努力,已经建立起许多成熟的技术可以将外源基因
导入体外培养的细胞并得到稳定表达的转化细胞系。但是,
由已经分化的在体外培养的体细胞无法产生哺乳动物,而哺
乳动物的受精卵或早期胚胎细胞又受到数量和可培育时间
与条件的限制也无法使用这些成功的方法。ES细胞系的建
立将体细胞转化技术和嵌合体技术结合起来,建立了转基因
动物的新途径。Gosseler(1986)、Tokunaga等(1992)利用磷
酸钙方法将neo基因导入ES细胞,并获得了能稳定传递neo
基因的转基因小鼠,显示用ES细胞作为转基因工具与DNA
原核注入法、逆转录酶病毒感染方法相比具有一定的优越
性。主要是可以在细胞水平获得明确的转入基因是否整合
或表达,再由这种明确的细胞发育成个体,避免了对子代小
鼠既要进行DNA水平检测筛选,又要进行RNA或蛋白水平
检测筛选,从中才能获得转基因小鼠的过程,直接就可以获
得整合或表达目的基因的嵌合体小鼠,尔后通过培育获得转
基因小鼠,这为将来进一步探讨该技术的广泛应用奠定了基础。
5.4 嵌合体在胚胎种间移植方面的应用前景
胚胎种间移植,对保存濒临灭亡的动物、克服杂交不育
等方面具有重要意义,但是由于种特异性抗原的相互作用关
系使胚胎种间移植受到极大限制。迄今有关胚胎种间移植
获得成功的报道有:家牛与水牛的交互移植、马与驴的交互
移植、欧洲盘羊移植到家绵羊、野牛胚胎移植到Holstein母
牛、斑马胚胎移植到马等。杂交胚胎细胞能参与正常胚胎发
育,其原因可能是因为胚胎滋胚层与假孕母体属于同一种
类,从而屏蔽母体的种特异性抗原对异种胚胎的ICM的免
疫识别,使异种胚胎能够存活。在制作的绵山羊嵌合体中,
绵羊和山羊能分别产下山羊和绵羊羔,如果这种方法在濒危
动物种类上有可行性的话,有可能为“挽救”濒危动物开辟了一
·4·《上海畜牧兽医通讯》 2008年第3期
全新的途径,可望在实际应用中不断扩大珍稀动物数量。
5.5 嵌合体在繁育纯系动物中的发展前景
在哺乳动物纯系繁育过程中,培育良种的时间是重要的
因素。例如,培育纯系小鼠需要进行20代近交繁殖(约5年
时间),并且最多产生98%的纯合体,此外由于近交衰退导致
生命力和繁殖力降低,因而大多数动物近交繁殖均告失败。
arkert等(1977)报道用显微外科方法制作雌核发育胚胎以
来,为繁育纯系动物提供了最简捷的方法。Stevens、
ndregg、Paldi分别获得了含有雌核发育胚胎的嵌合小鼠,并
得到了含生殖细胞嵌合的个体。这种个体的卵巢有雌核发
育胚胎来源的完全一致的卵子,从而大大缩短了培育纯系小
鼠的时间(约3个星期)。
6 目前研究存在的问题
如上所述,嵌合体在发生学、医学、产业的各个领域有着
无限广阔的利用前景。但目前需研究和解决的问题有:
高效培育嵌合体的方法,特别是通过种间或各种细胞的
组合获得嵌合体;培育各组织、器官的特异性部分嵌合体个
体;消除种间的胚胎着床后发育与受体间的免疫排斥性;研
究更适合的标记。