哺乳動物克隆技術(shù)的研究進展及應(yīng)用前景

李美霖

（哈爾濱市第一中學(xué)校，黑龍江 哈爾濱 150010）

1 動物克隆技術(shù)的原理及克隆動物

克?。╟lone）是指生物體通過體細胞進行的無性繁殖(asexual reproduction)以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的后代個體組成的種群。這門生物技術(shù)叫做克隆技術(shù)。

克隆動物的基本過程:先將含有遺傳物質(zhì)的供體細胞的細胞核移植到去除細胞核的卵細胞中，通過融合、激活和體外培養(yǎng)等方法使兩者融合為一體，然后促使這一融合體細胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎，當(dāng)胚胎發(fā)育到一定程度后，再將其植入到動物子宮中使該動物懷孕，就可產(chǎn)下與供體細胞基因相同的動物。

在20世紀50年代，非洲爪蟾（兩棲動物）成功地克隆，揭開了細胞生物學(xué)的新篇章。綿羊多利的克隆成功震動了整個世界，被美國《科學(xué)》雜志評為1997年世界十大科技進步的第一項。目前全世界已經(jīng)成功克隆的動物有以下幾種：蛙（1952年）；鯉魚（1963年）；綿羊（1996年）；鼠（1998年）；獼猴、豬（2000年）；牛、貓（2001年）；兔、騾、鹿、馬（2003年）；狗（2005年）；灰狼（2007年）；駱駝（2015年）。

克隆人即通過克隆技術(shù)繁育的人類。首先提出“克隆人”思想的是英國生物科學(xué)家霍爾丹：“克隆人類不僅可能，而且能成為人類控制自身進化的有效手段?！眹H上有多個團隊進行了人類克隆胚胎研究，不過都在發(fā)育早期予以銷毀，而人類的體外受精和胚胎移植等輔助繁殖技術(shù)已非常成熟，克隆人所需的技術(shù)儲備已經(jīng)具備，克隆猴的成功證明克隆人在技術(shù)上是可行的。

2 哺乳動物核移植技術(shù)的研究進展

2.1 核移植受體細胞的選擇與去核

現(xiàn)在一般采用未激活的 MⅡ期卵母細胞作為核受體。去核方法有盲吸去核法、半卵去核法、切割去核法、高速離心去核法、功能性去核法和擠壓去核法，其中經(jīng)常使用的是切割去核法，這種方法的去核效率高，可達90%以上。利用化學(xué)誘導(dǎo)去核法目前只得到了小鼠和豬兩種克隆動物。

2.2 核移植供體細胞的選擇

一般選擇體細胞作為供體，首例克隆成功的綿羊多利，使用的供體細胞是乳腺上皮細胞。

2.3 核移植與激活

核移植的方法多采用細胞融合法。 WILLADSEN發(fā)明的利用直流電誘導(dǎo)細胞融合方法效率高，安全穩(wěn)定，被廣泛使用。克隆胚胎的激活方法分為物理激活和化學(xué)激活。物理激活方法中的電激活，使用最為廣泛，大多數(shù)的融合-激活是先進行 2次電脈沖后再使用化學(xué)試劑激活。

2.4 胚胎的體外培養(yǎng)及胚胎移植

核移植后進行科學(xué)的胚胎體外培養(yǎng)是提高克隆效率的重要步驟。培養(yǎng)液的選擇、胚胎質(zhì)量、重構(gòu)程序、受體供體發(fā)展階段等都是影響體外胚胎培養(yǎng)的因素。體外培養(yǎng)后，通過手術(shù)移植或非手術(shù)移植將胚胎植入受體動物。

3 動物克隆技術(shù)的應(yīng)用前景

動物克隆技術(shù)在生物學(xué)理論研究、醫(yī)學(xué)的藥物開發(fā)、疾病治療及器官移植、畜牧業(yè)選育優(yōu)良品種及瀕危動物的保護等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。克隆動物可以為我們提供優(yōu)質(zhì)而低價的食物。

克隆動物還可以用于保障社會安全。利用克隆技術(shù)可以“克隆工具犬”，主要是指警用犬、搜救犬、導(dǎo)盲犬等特殊用途犬類。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有三方面的應(yīng)用：（1）目前，科學(xué)家進行醫(yī)藥研究多用小鼠進行試驗，但從小鼠到人，種屬跳躍巨大，我們希望能克隆更多更近似于人類疾病情況的動物模型，以加速新藥的研發(fā)。（2）我們可將克隆技術(shù)應(yīng)用于治療，也就是治療性克隆。從病人體內(nèi)取體細胞，植入到去核的細胞中，最后分化成所需的類型用于治療，有助于人們探究腫瘤、細胞衰老等疾病。（3）克隆技術(shù)對器官移植有一定的研究價值。在器官移植過程中有兩大障礙：一是免疫排斥；二是供體來源。而克隆技術(shù)能夠有效解決器官移植中的這兩大難題?，F(xiàn)在已經(jīng)利用克隆技術(shù)培植皮膚，制造人造膝蓋等，將來還會出現(xiàn)人造耳朵、肝臟、動脈等。

在畜牧業(yè)生產(chǎn)方面，我們可以利用克隆技術(shù)快速地選育優(yōu)良品種，并且大量擴增遺傳性狀優(yōu)良的動物。這些技術(shù)因在使用中的安全、方便和有效性，得到人們廣泛的關(guān)注。

克隆技術(shù)在拯救瀕危動物方面有巨大優(yōu)勢，印度野牛諾亞于 2001年在美國誕生，標(biāo)志著人類利用克隆技術(shù)拯救瀕危動物具有一定的可能性。

4 動物克隆技術(shù)存在的問題

動物克隆技術(shù)的核心是核移植。目前存在的問題有：（1）成功率低；（2）個體生理或免疫缺陷問題；（3）端粒問題；（4）基因印記機理還不清楚；（5）供體線粒體的帶入問題。

5 克隆動物的相關(guān)立法

2003年1月，歐盟制定法案，制止克隆人；2003年12月，我國發(fā)布《人類胚胎干細胞研究倫理指導(dǎo)原則》，規(guī)定禁止生殖性克隆人研究，允許開展胚胎干細胞和治療性克隆研究；2005年3月，聯(lián)合國大會批準(zhǔn)《聯(lián)合國關(guān)于人類克隆宣言》，禁止一切形式的人類克隆，包括為研究胚胎干細胞而進行的治療性克隆。

6 小結(jié)

總之，克隆技術(shù)盡管存在一些問題，現(xiàn)有法律還集中考慮倫理方面而對克隆人進行制止，但其有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ覀円冒l(fā)展的眼光去看待克隆技術(shù)，正確地將這項技術(shù)應(yīng)用于器官移植、拯救瀕危動物等方面，使其真正地造福人類。