大鼠体外受精技术研究进展
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972023.8·0 引言牦牛生活在青藏高原及其邻近的地区,是世界上唯一能在平均海拔3 km 高海拔地区生存的牛种[1]。
由于能显著地适应恶劣的高原环境,并为当地牧民提供丰富的生产和生活材料,使其在高原地区具有不可替代的社会、生态和经济作用[2-4]。
与平原地区的普通牛相比,牦牛的性成熟较晚,发情率和繁殖力较低[5-6]。
与体内胚胎相比,体外成熟后的牦牛卵母细胞在体外受精后卵裂率和囊胚率较低,这一缺陷限制现代育种技术在牦牛中的推广和应用[7-8]。
牦牛卵母细胞是重要的生殖细胞,其成熟过程涉及许多基因转录的调控。
在发育过程中积累的母体mRNA 及其编码蛋白可以支持卵母细胞发育为受精卵,参与受精卵基因组的激活,并促进早期胚胎发育。
本文围绕牦牛卵母细胞来源、采集、体外成熟、体外受收稿日期:2023-05-21基金项目:国家自然科学基金(32272852);财政部和农业农村部—现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系建设专项(CARS-37);中国农业科学院科技创新工程牦牛资源与育种(25-LZIHPS-01)作者简介:张犇(1997-),男,陕西宝鸡人,硕士,研究方向:动物繁殖原理与技术。
*通信作者简介:郭宪(1978-),男,甘肃庆阳人,研究员,博士生导师,研究方向:动物遗传育种、动物繁育原理与技术。
张犇,郭宪.牦牛卵母细胞体外成熟与体外受精技术研究进展[J].现代畜牧科技,2023,99(8):97-101. doi :10.19369/j.cnki.2095-9737.2023.08.026. ZHANG Ben ,GUO Xian .Advances in In Vitro Maturation and In Vitro Fertilization of Yak Oocytes[J].Modern Animal Husbandry Science & Technology ,2023,99(8):97-101.牦牛卵母细胞体外成熟与体外受精技术研究进展张犇,郭宪*(中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所,农业农村部青藏高原畜禽遗传育种重点实验室,甘肃省牦牛繁育工程重点实验室,甘肃 兰州 730050)摘要:随着生物技术和胚胎工程的不断发展,在牦牛体外受精、胚胎生物技术等方面不断探索,为牦牛资源的育种、保护、基因改良提供有利条件。
哺乳动物人工辅助生殖技术的研究和应用哺乳动物人工辅助生殖技术(Assisted Reproductive Technology, ART)是指通过各种技术手段帮助乳腺动物及其它生物完成人工辅助生殖,包括体外受精技术、卵子捐献、胚胎移植、代孕等。
其研究和应用近年来在人类医学和畜牧生产中日益重要。
一、体外受精技术体外受精技术(In Vitro Fertilization, IVF)是指将女性多个成熟卵子与男性精子体外受精,然后将得到的胚胎移植到女性子宫内生长发育的技术。
该技术对于女性排卵障碍、输卵管不通等原因引起的不孕不育问题有较好的治疗效果。
目前,体外受精技术已经在人类医学领域被广泛应用,呈现出技术先进、成本下降等特点。
在畜牧生产中,也有大量研究从事体外受精技术的应用。
例如,在奶牛、猪、羊等畜牧生产中,通过超声检查发现母畜的生殖周期,确定最佳受孕时间,对母畜进行人工采精和体外受精等技术,提高生殖效益。
二、卵子捐献卵子捐献是指不孕夫妻或需要协助生育的家庭通过受赠者接受另一位女性捐献的卵子,形成胚胎后进行移植治疗的方法。
该技术可用于女性因多种原因导致卵巢萎缩或功能减退的情况,为这些女性提供生育的机会。
卵子捐献技术在现代医学中应用广泛,为不孕不育症患者带来了新的希望。
同时,卵子捐献技术也受到了广泛的关注和讨论。
一些人表示担心卵子捐献的风险和道德问题,有一些地区也存在着德国或法律上规定的卵子捐赠问题。
需要进一步完善相关的道德、法律和监管制度,确保卵子捐献的安全和合理性。
三、胚胎移植胚胎移植技术是指将体外受精后形成的胚胎植入患者子宫内进行治疗的方法。
该技术可用于某些原因引起的不孕不育,如输卵管疾病、子宫内膜异位症等。
现代医学中,胚胎移植技术已经被广泛应用。
在畜牧生产中,也有广泛的研究和应用。
胚胎移植技术可用于畜牧生产中选育繁殖优良的母畜,提高畜牧生产效益。
四、代孕代孕是指女性代替另一位女性孕育并将新生儿出生后交给委托的家庭抚养。
大鼠体外受精技术研究进展张春燕1, 2,刘丽均2,徐平2,芮荣1*1南京农业大学动物医学院,南京210095;2中国科学院上海实验动物中心,上海201615摘要:目前,体外受精技术在多种哺乳动物已取得成功并获得广泛应用。
大鼠由于其本身的特殊性,体外受精及随后的胚胎培养一直比较困难,国内关于大鼠体外受精方面的研究更是少有报道。
文章主要从卵母细胞体外培养、精子获能、受精、受精卵体外培养及胚胎移植等方面着手,对国外大鼠体外受精的研究现状作一简要综述。
关键词:大鼠;体外受精;胚胎培养;胚胎移植体外受精(IVF)是指在体外环境完成精卵结合的过程。
体外受精研究的深入开展,不仅加深了人们对受精机制的认识,也为动物繁育、治疗人类不孕症提供了有力的手段。
目前,该项技术在小鼠、兔、山羊、猪和牛等动物及人类已日趋成熟,并得到广泛应用;但在国内少有大鼠体外受精的报道。
现将该领域的研究现状作一综述,以供参考。
1. 大鼠体外受精研究简史事实上,大鼠是较早用于体外受精研究的实验动物之一。
早在1968年,Toyoda 和Chang 就开始了大鼠体外受精技术的研究,但只能使去除透明带的卵子和精子在体外受精[1]。
1973年,Miyamoto和Chang利用从交配雌鼠子宫内收集的精子进行体外受精时发现,子宫内收集的精子可以使透明带完整的卵子受精[2]。
从而用实验证明,以前的体外受精之所以不成功,关键是精子在体外培养时没有获能,不具备穿过透明带使卵子受精的能力。
1974年,Toyoda 等研制出适合于大鼠精子体外获能的培养液,由此逐步建立起大鼠体外受精技术[3]。
近年来,研究者在精子获能液、胚胎培养液及提高体外受精胚胎质量方面做了大量研究,目的是尽量模拟体内受精和胚胎发育环境,探索大鼠体外受精的最适条件,以提高其胚胎体外生产效率。
2. 研究方法及进展完整的体外受精技术包括:卵母细胞的体外成熟(IVM);精子获能;体外受精;早期胚胎培养和移植。
哺乳动物体外受精研究进展及其在家畜育种中的应用孙少华 桑润滋 师守(河北农业大学,动物科技学院,071001) (中国农业大学,动物科技学院,100094) 摘 要 体外受精技术是由卵母细胞成熟、精子获能、受精、受精卵体外培养、胚胎移植等程序组成的完整系统,本文较详细地综述了该技术近年来的研究现状、进展等,并对影响该技术的主要原因、今后研究方向,以及胚胎体外生产技术在家畜育种中的应用和前景预测等进行了探讨。
关键词 体外受精 胚胎体外生产 家畜育种引言体外受精技术(In V itro F ert ilizatio n,IV F)是继人工授精、胚胎移植技术之后,家畜繁殖领域的第三次革命。
特别是近十年来,随着一系列高新生物技术的发展,如DN A图谱的构建,转基因技术、细胞核移植、胚胎干细胞的建立和克隆动物的产生,人们对生殖生物学领域的认识更加深入,推动了此项技术的快速发展。
在有些家畜,例如牛,已从实验室走向商业化生产。
该新技术的发展和成熟不仅为研究动物配子的成熟、受精机理和早期胚胎发育控制等带来方便,同时也为现代生物工程技术如细胞核移植、胚胎早期性别鉴定、基因转移等提供丰富的实验材料和基本技术保证。
此项新技术与动物选种技术相结合将会大规模生产出优秀家畜,为人类带来无比丰盛的优质动物产品。
另外,此项新技术与超低温保存技术相结合,可为珍稀动物和优良基因库的保存突破时间、地域的限制。
因此体外受精技术的研究具有广阔的发展、应用前景和重大现实意义。
本文以牛为代表就近年来家畜体外受精研究进展作一综述。
1 体外受精研究概况哺乳动物体外受精研究已有一百余年的历史。
早在1878年,澳大利亚科学家Schek就用兔进行过实验,此后O nao ff(1893年),Pincus(1930年)等科学家报导过用家兔和小鼠做过体外受精。
直到1957年,张民觉和A ustin在实验中发现受精前的试管小兔。
随着使体外受精方法的不断完善,已先后在山羊(Danzir,1959)、绵羊(T hibanlt,1961)小鼠(Whitting ha m,1968)、猫(Hamner,1970)、猪(M ey er和Smidt,1973)、牛(Br egnlla,1974)、狗(M ahi等,1976),猕猴(K ret mann等,1982)黑猩猩(G ould,1988)等许多哺乳动物体外受精相继获得成功,其中移植的获得试管后代家畜有牛(Br akett,1982)、山羊(花田京,1985)、猪(M attioli 等,1989)、绵羊(Cheng,1986)等。
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。
体外受精技术的研究进展摘要:哺乳动物体外受精技术主要包括卵母细胞的采集和体外成熟、精子获能、体外受精及早期胚胎培养。
本文阐述了动物体外受精技术的研究进展,存在问题及应用前景。
关键词:体外受精;卵母细胞;体外成熟;精子获能;体外受精;胚胎培养Abstract: The technology of the IVF on mammals mainly comprised picking up ovum and maturation culture in vitro, sperm capacitation, in vitro fertilization and early embryonic development.This article briefly reviewed the technology of the IVF and proposed the presence and prospects of mammals in vitro fertilization technology.Key words: IVF; oocyte; in vitro maturation; sperm capacitation; in vitro fertilization; early embryonic development体外受精(In Vitro Fertilization,IVF)是指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[1]。
1982年,美国学者Brackett等培养出世界第一胎体外受精牛,此后,多种动物的体外受精都在不断研究并相继取得一定的成果[2]。
近年来,研究者在不断改良培养液、培养条件等,尽量模拟体内受精和发育环境, 以提高胚胎体外生产效率。
但到目前为止,体外受精技术还存在一定的局限性,在完全体外化的条件下生产胚胎还有很多问题尚待解决。
体外受精技术的完善可以实现胚胎移植技术在生产上的广泛应用;加快良种进化;为胚胎工程技术提供研究材料和技术支持,具有广阔的发展和应用前景。
体外受精技术研究及其在人类生殖领域中的应用随着科技的不断发展,体外受精技术也逐渐成为了人类生殖领域中的重要研究领域之一。
在此,本文将从研究现状、应用领域、优缺点等方面对该技术进行探讨。
一、研究现状体外受精技术,简称IVF(in vitro fertilization),也叫试管婴儿技术,是一种将女性卵子和男性精子在体外结合,孕育出胚胎后再将其移植回到女性体内的生殖技术。
该技术最早是在1978年由英国爱丽丝波顿博士发明并成功实施,自此之后,这项技术在世界范围内广泛发展开来,并被应用于不孕不育症治疗、优生学研究等领域。
目前,随着科学技术的不断提升,该技术不断完善,除了常见的体外受精-胚胎移植技术,还出现了包括半胚胎植入、单核移植、外源质粒等新技术。
其中,半胚胎植入技术可以减少着床失败的几率,提高受孕成功率;单核移植技术则可降低精子的DNA损伤率,能调节胚胎胚体发育等。
这些新技术的出现,为体外受精技术在临床应用中产生了更多的可能性和希望。
二、应用领域由于种种原因,现代社会中不孕不育的患者越来越多。
而体外受精技术则成为了一种非常有效的治疗手段。
除了常见的不明原因不孕症、输卵管堵塞等症状外,还可以应用于男性、女性生殖系统的疾病治疗等领域。
此外,体外受精技术的应用范围还扩展到了优生学研究领域。
在体外受精技术中,医生可以筛选出健康胚胎进行移植,从而达到优生目的。
这对于高遗传病风险家族的家庭来说,是一种非常有效的避免遗传疾病传承的方法。
近年来,随着优生学的不断发展,人类基因编辑、胚胎筛查等技术也在逐渐浮出水面,这些技术的出现有望帮助人类更好地掌控自己的基因,并保障人类健康。
三、优缺点虽然体外受精技术在治疗不孕症问题上有着卓越的优势,且已连续40多年成功实施,但是这项技术仍然存在着一些问题和挑战。
首先,体外受精过程的费用往往十分昂贵,不是所有人都能负担得起。
其次,体外受精过程通常需要长时间的治疗和心理支持,需要双方患者及家属的共同协作,量化和管理各项风险。
大鼠体外受精技术研究进展张春燕1, 2,刘丽均2,徐平2,芮荣1*1南京农业大学动物医学院,南京210095;2中国科学院上海实验动物中心,上海201615摘要:目前,体外受精技术在多种哺乳动物已取得成功并获得广泛应用。
大鼠由于其本身的特殊性,体外受精及随后的胚胎培养一直比较困难,国内关于大鼠体外受精方面的研究更是少有报道。
文章主要从卵母细胞体外培养、精子获能、受精、受精卵体外培养及胚胎移植等方面着手,对国外大鼠体外受精的研究现状作一简要综述。
关键词:大鼠;体外受精;胚胎培养;胚胎移植体外受精(IVF)是指在体外环境完成精卵结合的过程。
体外受精研究的深入开展,不仅加深了人们对受精机制的认识,也为动物繁育、治疗人类不孕症提供了有力的手段。
目前,该项技术在小鼠、兔、山羊、猪和牛等动物及人类已日趋成熟,并得到广泛应用;但在国内少有大鼠体外受精的报道。
现将该领域的研究现状作一综述,以供参考。
1. 大鼠体外受精研究简史事实上,大鼠是较早用于体外受精研究的实验动物之一。
早在1968年,Toyoda 和Chang 就开始了大鼠体外受精技术的研究,但只能使去除透明带的卵子和精子在体外受精[1]。
1973年,Miyamoto和Chang利用从交配雌鼠子宫内收集的精子进行体外受精时发现,子宫内收集的精子可以使透明带完整的卵子受精[2]。
从而用实验证明,以前的体外受精之所以不成功,关键是精子在体外培养时没有获能,不具备穿过透明带使卵子受精的能力。
1974年,Toyoda 等研制出适合于大鼠精子体外获能的培养液,由此逐步建立起大鼠体外受精技术[3]。
近年来,研究者在精子获能液、胚胎培养液及提高体外受精胚胎质量方面做了大量研究,目的是尽量模拟体内受精和胚胎发育环境,探索大鼠体外受精的最适条件,以提高其胚胎体外生产效率。
2. 研究方法及进展完整的体外受精技术包括:卵母细胞的体外成熟(IVM);精子获能;体外受精;早期胚胎培养和移植。
而胚胎移植结果仍是鉴定体外受精胚胎质量的最有效证据。
2.1 卵母细胞的来源与体外成熟2.1.1收集卵巢未成熟卵母细胞哺乳动物的卵巢上有大量未成熟、处于不同发育阶段的卵母细胞,这部分卵母细胞需经IVM培养后,方可用于体外受精。
获得卵巢卵母细胞的方法主要有两种:(1)机械分离法-利用穿刺针将卵巢表面的卵泡刺破,释放出卵母细胞;或是采用切割法,将整个卵巢切碎后收集卵母细胞。
穿刺法采卵数量少,切割法获卵数较多,但切割法会产生更多裸卵或造成卵丘细胞损伤。
(2)胶原酶消化法-该方法主要用于腔前卵泡卵母细胞的分离。
大鼠大卵泡(直径>350um)卵母细胞的体外培养,通常使用含15%灭活血清的MEM (Eagle’s Minimum Essential Medium)作为培养液,培养12 h后检查成熟发育情况,以生发泡破裂或第一极体排出作为成熟的判断标准。
*通讯作者,Email:rrui@。
在进行腔前卵泡卵母细胞分离培养时,通常取10或11日龄大鼠卵巢,洗净后放入3ml 含4mg/mL胶原酶与10ug/mL脱氧核糖核酸酶的MEM培养液中,置于37℃ CO2培养箱内孵育30-45 min,再用吸管反复吹打,驱散卵巢组织,收集腔前卵泡。
基础培养液为添加有1 mM 丙酮酸钠、0.25 M尿苷、3 mg/mL牛血清白蛋白(BSA)、50 ug/mL庆大霉素、5 ug/mL胰岛素、5 ug/mL转铁蛋白、5 ng/mL硒和2 mM次黄嘌呤的MEM培养液,其渗透压约为300,pH 值为7.3。
隔天换液一次,培养20 d后观察卵母细胞生长和成熟分裂情况。
在卵子成熟过程中,卵质、核和膜的同期化“成熟”对于正常受精和发育至关重要。
研究表明,卵母细胞的体外培养和发育与其后的受精率和囊胚发育率相关性很大。
卵泡液有促进卵质成熟的作用,而卵丘细胞的存在不仅对核成熟有利,并且对体外受精与其后的胚胎发育有利,而且这种作用还可通过向培养液中添加血清或卵泡液得到加强[4]。
尽管促卵泡素(FSH)和卵巢类固醇激素对卵母细胞核成熟没有明显的作用,但对卵母细胞成熟后的正常体外受精起着十分重要的作用[5]。
胎牛血清(FCS)可以阻止卵母细胞体外培养时的透明带硬化,有利于精子穿透;并可缩短透明带被胰蛋白酶溶解的时间,但对卵母细胞核和胞质影响不大[6]。
2.1.2 体内成熟卵母细胞即从经超数排卵处理的雌鼠输卵管内采集体内成熟的卵母细胞。
超排技术在许多哺乳动物上均有应用,但由于遗传背景的不同和发情周期的差别等原因,对性成熟大鼠的超数排卵收效甚微。
Armstrong 和Opavsky(1988)采用连续几天注射FSH的方法,结果获得大量有发育能力的附植前胚胎[7]。
近年的研究发现,对65g左右的未成熟大鼠,可间隔48 h腹腔分别注射10 IU孕马血清促性腺激素(PMSG)和人绒毛膜促性腺激素(hCG),可获得大量有受精能力的成熟卵母细胞。
2.2 精子获能一般认为,哺乳动物的精子必须在雌性动物生殖道内停留一段时间后,才具备使卵子受精的能力,称之为精子获能。
获能是哺乳动物精子受精时独具的特征,一般有两个显著的变化,一是脱去精子表面的某些大分子物质和去能因子,这是一个可逆的生理学变化;二是诱发顶体反应,出现顶体结构的变化。
精子获能的方法有体内获能和体外获能两种。
体内获能是早期进行体外受精研究时常用的方法,即从交配后一定时间的雌鼠子宫内获取精子,再用于体外受精。
体外获能指在体外培养条件下使精子完成获能的方法,精子获能是体外受精中一个关键性技术环节,是影响体外受精结果的重要因素之一。
影响大鼠精子获能的因素很多,常见的因素包括(1)钙离子(Ca2+)-Ca2+在诱发精子顶体反应中起重要的作用,钙离子载体能与Ca2+形成复合物,携带Ca2+进入精子,从而诱发顶体反应并激活顶体酶。
(2)BSA-BSA对于仓鼠、小鼠和牛的IVF都不是必需的,但对大鼠IVF必不可少[8]。
BSA可能改变精子的胆固醇含量,调整精子的脂肪水平,从而改变精子膜的稳定性。
精子一旦获能,BSA可促进其迅速穿过卵子。
(3)渗透压-当渗透压为310时,有利于大鼠精子获能,低于290时则获能不好[8,9]。
需要说明的是,这种渗透压是通过增加NaCl浓度,而不是通过增加山梨醇来实现的。
由此可见,精子穿透力的提高可能不仅仅是渗透压的作用,还与高浓度的NaCl有关。
(4)pH值-大鼠精子获能的最适pH为7.2-7.4。
pH值偏高可致快速获能,但不利于精子生存;而偏低则获能时间会大大延长,不利于体外受精的进行。
长久以来,用于大鼠的体外受精液仅仅局限于mKRB液。
2004年, Jiang等首次尝试以IVF20作为受精液对SD和Wistar两品系大鼠进行体外受精。
结果发现,Wistar 受精率可达78%;在IVF20中添加30 mM NaCl后,SD品系的体外受精率可达73%;体外受精后的胚胎都能以较高比例发育到囊胚(47%),并在移植后能完成全程发育 [9]。
2.3大鼠体外受精体外受精不仅依赖于卵母细胞的成熟培养和精子获能,而且精子浓度、精卵相互作用的时间,培养液和培养温度、CO2含量等也是重要的影响因素。
2.3.1 精子的获取和培养取3 mon以上有繁育能力的雄鼠,颈椎脱臼处死,腹部75%酒精消毒,打开腹腔,取附睾尾。
用眼科剪小心将附睾尾周围的脂肪剥离,在灭菌滤纸上去除血迹和脂肪,用眼科剪在附睾尾上剪个小口,可见有乳白色精子团涌出,用穿刺针挑入预先平衡过夜的受精液滴中。
温箱孵育5 min后,取10-30uL精子悬液,移入另一新鲜液滴,使精子浓度达1.0ⅹ106个/mL,培养条件为5%CO2、95%空气、饱和湿度和37℃,5-7 h后完成获能。
2.3.2 卵子的获取和受精对雌鼠进行超数排卵,于hCG注射后14 h颈椎脱臼处死雌鼠,剪离输卵管,撕破膨大部,将卵团引入获能好的精子悬液中,每400 uL液滴中含10-40个卵母细胞,温箱孵育12 h 后即可完成受精。
2.4 胚胎培养受精后的大鼠胚胎要在体外培养到槡椹胚或囊胚后再移植给受体,才会获得较高的妊娠率。
目前,哺乳动物胚胎在体外培养中普遍存在早期发育阻滞现象。
如牛胚胎的发育阻滞常发生在8-16细胞,猪为4-细胞,仓鼠为2-4细胞,小鼠为2-细胞。
研究早期,大鼠胚胎体外培养时经常阻滞在2-4细胞期。
Kishi等尝试用培养仓鼠胚胎的HECM-1培养液培养大鼠原核期胚胎,48 h后57.9%的胚胎发育到了4-细胞;随后的8-细胞、桑椹胚和囊胚形成率分别为32.2%,17.4%和9.9%[10]。
Kishi等首次报道体外培养大鼠胚胎成功发育至囊胚[11]。
后经改良,把HECM-1中的NaCl浓度从98.0 mM降至78.8 mM,再添加7.5 mM葡萄糖和20种必需氨基酸,发展成现在通用的mR1ECM培养液,囊胚发育率可达80%以上[12]。
2000年,Goh等经实验改良又发明出R2ECM培养液,适用于大鼠2-细胞胚胎至囊胚的发育[13],囊胚发育率可达80%以上。
此外,通过兔输卵管上皮共培养亦可克服大鼠胚胎的体外发育阻滞,采用该培养体系,59%的受精卵可发育到槡椹胚或囊胚[14]。
2.4.1影响大鼠胚胎体外培养的因素常见的影响因素有:(1)磷酸盐-它的存在对大鼠早期胚胎的发育有阻滞作用;但有研究表明,大鼠1-细胞胚胎在体外培养80 h后,添加磷酸盐可提高囊胚形成率。
当培养110 h 后,添加磷酸盐的囊胚形成率可达94%,不作添加仅为67%[15]。
(2)葡萄糖-葡萄糖对早期胚胎发育影响不大,不具有明显的抑制或促进作用;但桑椹胚期后添加葡萄糖可提高囊胚发育率[16]。
(3)渗透压和BSA-大鼠受精卵若在原核形成前转入mR1ECM培养液中,则发育能力降低;而经mKRB预培养后则发育率较髙。
后来的研究发现,渗透压和BSA在精子穿透卵子后的预培养中起着重要作用,是受精后卵母细胞发育到囊胚的必需因子[17]。
然而,支持最大发育率的最适BSA浓度与渗透压尚需进一步研究。
3. 存在问题经体外受精得到的胚胎在移植后能成功完成全程发育,但窝仔数下降,并且超过一半的母鼠在怀孕13-20 d时终止妊娠。
体内与体外受精后,经mR1ECM培养至桑椹胚或囊胚再移植,也得到类似的结果。
表明目前所用的培养条件仍与体内生长环境存有差距,有待于进一步完善。
不同品系的大鼠在相同IVF条件下,尤其是使用冷冻精子做IVF时,其受精率的差异很大。
不同品系来源的精子对溶液渗透压的敏感性不同,这一点已经在小鼠、牛、猪和人类得以证实。
因此,遗传背景不同可能会导致精子特性的差别及对渗透压耐受性的不同,在大鼠上仍需证明这一点。
4. 前景展望大鼠是仅次于小鼠的重要实验动物,在过去一个世纪中它一直是首选的啮齿类实验动物,被广泛地用于生物医学研究。