世界各国应用胚胎细胞克隆技术
克隆技术及其应用与发展1
克隆技术及其应用与发展目前克隆技术、基因工程研究正突飞猛进向前发展，基因概念及其理论的建立，打开了人类了解生命并控制生命的窗口。
基因研究已成为当前科学研究中最有决定性的领域之一，成为推动生物、食品和制药产业发展的引擎。
众所周知，20世纪遗传学的发展举世瞩目，由于遗传学的发展，科学的社会功能以及社会对科学的制约更受关注，从试管婴儿到克隆技术再到人类基因图谱的绘制无不牵动着世人的心。
21世纪是生物技术革命的世纪，克隆技术的应用将促进遗传学，细胞发育生物学，产科学等学科的研究进展，有利于整个世界的科学进步和生活质量的提高，对人类的生活将会产生深远的影响。
克隆、克隆技术以及克隆的基本过程“克隆”一词源于“Clone”的音译，指的是人工诱导动、植物的无性繁殖过程，这门生物技术就叫克隆技术。
无性繁殖是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合，只由一个生物体产生后代的生殖方式，如：由植物的根、茎、叶等经过压条或嫁接等方式产生新个体。
绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。
克隆的基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后再被植入动物子宫中使动物怀孕便可产下与提供细胞者基因相同的动物。
这一过程中如果对供体细胞进行基因改造，那么无性繁殖的动物后代基因就会发生相同的变化。
我们可将其研究或操作的对象分为基因克隆、细胞克隆和个体克隆三大类。
基因克隆是指在分子(DNA)水平上开展研究工作以获得大量的相同基因及其表达产物。
细胞克隆则是在细胞水平上开展研究工作以获得大量相同的细胞。
个体克隆则是经过一系列的操作产生一个或多个与亲代完全相同的个体，这种克隆所用的生物材料可能是一个细胞，也可能是一个组织。
可以看出，基因克隆、细胞克隆和个体克隆是在三个不同的层次上开展的研究工作，以原有的基因或细胞或生物个体作为模板，复制出多个与原来模板完全相同的基因或细胞或生物个体来。
ips细胞的研究大事记
ips细胞研究大事记来源:新华网干细胞是人体内可以转化为各种器官和组织的细胞，过去只能从胚胎中获得。
２００７年１１月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法，得到的干细胞称为诱导多功能干细胞，又名ｉＰＳ细胞。
这一发现分别被《自然》和《科学》杂志评为２００７年第一和第二大科学进展。
ｉＰＳ细胞具有和胚胎干细胞类似的功能，却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍，成为干细胞研究的热点领域之一，近两年来有关进展不断。
２００８年４月，美国加利福尼亚大学科学家报告称，他们将实验鼠皮肤细胞改造成ｉＰＳ细胞，然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞。
２００９年２月，日本东京大学科学家宣布，成功利用人类皮肤细胞制成的ｉＰＳ细胞培育出血小板，而且从技术上说用ｉＰＳ细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的；紧接着，日本庆应大学科学家又宣布，成功用实验鼠的ｉＰＳ细胞培育出鼠角膜上皮细胞。
２００９年３月伊始，ｉＰＳ细胞研究便相继迎来两项重大突破。
英国和加拿大科学家发现了不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为ｉＰＳ细胞的方法；美国科学家则在《细胞》杂志上宣布，他们可以将ｉＰＳ细胞中因转化需要而植入的有害基因移除，且保证由此获得的神经元细胞的基本功能不受影响。
２００９年７月，ｉＰＳ细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。
据英国《自然》杂志网站２３日报道，中国科学家周琪和高绍荣等人利用ｉＰＳ细胞克隆出活体实验鼠，首次证明ｉＰＳ细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。
该成果让人们看到了ｉＰＳ细胞具有实用性。
人们完全可以期待，在一系列危险和潜在危险被一一规避后，尚处在实验室阶段的ｉＰＳ细胞研究，将能很快应用于人类疾病的临床治疗。
各国争相领跑ｉＰＳ细胞研究来源:新华网由于触及伦理道德等问题，曾被普遍看好的胚胎干细胞研究一直处于进退两难的境地。
２００７年，ｉＰＳ细胞（诱导多功能干细胞）的诞生令科学家们将注意力投向这一争议性小的干细胞研究领域，一些国家的政府更是以极大的热情，或加大投入，或制订鼓励政策，推动这一新兴的干细胞研究。
细胞的克隆技术和胚胎发育
细胞克隆技术基于细胞的全能性和增殖能力。在适宜的培养条件下， 单个细胞可以经过多次分裂，形成大量遗传物质相同的细胞群体。
发展历程及现状
发展历程
细胞克隆技术自20世纪初开始发展，经历了从简单的细胞培养到复杂的克隆动 物的过程。1997年，世界上第一只克隆羊“多莉”的诞生标志着细胞克隆技术 进入了新的时代。
04
细胞克隆技术与胚胎发育 的伦理道德问题
人类克隆技术争议
禁止克隆人
目前，全球范围内普遍禁止克隆人的研究和实践，因为这涉 及到人类生命的尊严、人权和社会伦理道德等重大问题。
治疗性克隆与生殖性克隆
治疗性克隆旨在利用克隆技术生产人体细胞和组织，用于治 疗疾病；而生殖性克隆则是为了复制一个完整的人类个体， 这是目前伦理道德争议最大的领域。
利用干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力，探索其在 治疗各种疾病中的应用。
临床试验与评估
对干细胞治疗方法进行严格的临床试验和评估，确保其安全性和有 效性。
推动相关法律法规完善
立法保障
制定和完善相关法律法规，明确 细胞克隆技术和胚胎发育的合法
地位和应用范围。
监管机制
建立有效的监管机制，对涉及细 胞克隆技术和胚胎发育的研究和 应用进行严格监管，确保其符合
02
加强对克隆胚胎和克隆动物的安全性评估，确保技术应用对人
类健康和生态环境无害。
伦理道德考量
03
在推进技术发展的同时，充分考虑伦理道德因素，确保技术应
用符合社会伦理道德规范。
探索新型干细胞来源及治疗方法
开发新型干细胞来源
研究不同组织类型的干细胞，寻找具有再生医学潜力的新型干细 胞来源。
干细胞治疗研究
01
02
各国对待克隆人的态度
李建远教授率领的科研团队，攻克 人类胚胎克隆技术，成功克隆出5枚符 合国际公认技厅提出“有关人体 克隆技术等规定的法律”（暂称）。 法律的具体内容包括：禁止将用人 体细胞移植到未受精卵后制造的克 隆胚胎移植到人或动物的子宫内， 同时也禁止人和动物细胞融合而成 的混合胚胎的移植。对于违反者不 仅要处以罚款，而且要判刑。
李建远教授率领的科研团队攻克人类胚胎克隆技术成功克隆出李建远教授率领的科研团队攻克人类胚胎克隆技术成功克隆出5枚符合国际公认技术鉴定指标的人类胚囊
各国对待克隆人的态度
中国：在2002年2月联合国举行的关于 拟定《反对生殖性克隆人国际公约》 会议上，中国代表表明了我国立场： 反对克隆人不赞成、不允许、不支持、 不接受任何克隆人实验，但主张对治 疗性和生殖性克隆加以区别。
加拿大：2001年5月，加拿大政府向议会 提交了一项禁止克隆人的法律草案，这 项草案还对生殖技术等进行了规范。 加 拿大卫生部长艾伦· 罗克指出，这项法律 将禁止所有克隆人的企图。根据这项法 律，买卖胎儿、利用基因物质制造人与 动物杂交物种、无医疗理由的胎儿性别 选择、为研究制造胎儿等也都在禁止之 列。违反这一法律者，将有可能被判最 高10年的监禁和处以最高50万加元的罚 款。
克隆技术和胚胎干细胞
未来展望：随着科 学技术的不断进步， 相信胚胎干细胞的 研究将取得更多的 突破性成果，为人 类健康和医学发展 做出更大的贡献。
克隆技术和胚 胎干细胞在医 学领域的应用， 如治疗遗传性 疾病和再生医
学。
克隆技术和胚胎 干细胞在研究人 类发育和疾病机 制中的作用，有 助于深入理解生
命过程。
克隆技术和胚 胎干细胞在药 物研发和测试 中的应用，能 够加速新药研
发展趋势：随着技 术的不断进步，胚 胎干细胞的应用前 景将更加广阔。未 来，胚胎干细胞有 望用于治疗更多疾 病，同时还有望用 于再生医学和药物 筛选等领域。
面临的挑战：胚胎 干细胞研究面临着 伦理、法律和技术 等方面的挑战。如 何确保研究的安全 性和有效性，同时 符合伦理和法律规 定，是当前亟待解 决的问题。
进科研进展。
伦理审查：各国普 遍设立伦理审查机 制，对克隆技术和 胚胎干细胞的研究 进行伦理审查，确 保研究符合伦理道
德标准。
克隆技术和胚胎干 细胞的科学研究和 发展趋势
克隆技术的研究现状：目前已经成功克隆了多种动物，包括绵羊、猪、牛等，同时也在研究克隆人类胚胎干细胞 的方法。
克隆技术的发展趋势：随着克隆技术的不断进步和应用，未来可能会实现人类胚胎干细胞的克隆，这将为治疗多 种疾病提供新的途径。
生物科学研究：用于研究基因、细胞和发育等生物学过程，促进科学发现和技术创新
克隆动物作为实验模型：用于药物研发、疾病研究和治疗等方面的实验和研究
胚胎干细胞的概念 和特性
定义：胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，具有发育的全能 性，可分化成任何组织细胞。
特性：胚胎干细胞具有自我更新和多向分化的潜能，可在体外培养扩增，保持染色 体稳定。
胚胎干细胞的研究进展和应用前景
胚胎干细胞研究现状及应用前景摘要：作为一类既有自我更新能力，并具有多向分化潜能的细胞，胚胎干细胞具有非常重要的理论研究意义和临床应用前景[1]。
胚胎干细胞已被广泛用于生命科学的许多领域, 它潜在的医学应用也成为世界范围内的研究热点。
本文主要概述了目前胚胎干细胞在基础研究及临床上应用的研究进展并展望了今后研究的方向。
关键词：胚胎干细胞生物特性克隆应用干细胞是一类具有自我更新和无限分化潜能的细胞，它包括胚胎干细胞和成体干细胞，特别是胚胎干细胞是当前国内外医学和生物学领域研究的重点。
胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells，ES Cells)是由早期胚胎内细胞团(Inner cell mass，ICM)(桑葚胚，囊胚)或原始生殖细胞(Primordial germ cells，PGCs)经体外分化抑制培养筛选出的一种多潜能细胞。
胚胎干细胞可以在体外稳定的自我更新，可以在长时间继代培养后仍维持正常的二倍体染色体结构；具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，在一定的条件培养下，它可以无限增殖并分化成为全身200 多种细胞类型，例如：人类ES 细胞可以分化为肌细胞、神经细胞[2]、内皮细胞、造血干细胞、骨髓细胞等，并可进一步形成机体所有组织、器官参与个体的发育过程，可称为是打开人类胚胎发育大门的一把“万能钥匙”。
1.胚胎干细胞的生物学特性1.1 胚胎干细胞的形态生化特性胚胎干细胞都具有相似的形态特点，与早期胚胎细胞相似，细胞较小，核质比高，细胞核明显，有一个或多个核仁，染色质较分散，细胞质内除游离核糖体外，其他细胞器很少；体外培养细胞呈多层集落状生长，紧密堆积在一起，无明显细胞界限。
细胞的染色体均为稳定的二倍体核型。
胚胎干细胞表达早期胚胎细胞的表面抗原，转录因子Oct- 4 为目前广泛用于鉴定胚胎干细胞是否处于未分化状态的一个重要的标记分子。
研究发现，它最早表达于胚胎8细胞时期，一直到细胞发育至桑椹胚时期，在每个卵裂球中都可检测到大量的Oct- 4 的表达产物，这之后Oct- 4 的表达局限于内细胞团细胞。
克隆技术在医学中的应用
克隆技术在医学中的应用克隆技术是指利用遗传物质或细胞进行复制繁殖的一种技术手段。
近年来，克隆技术在医学领域得到了广泛的应用，为人类的健康和生命质量的提高带来了巨大的希望。
本文将探讨克隆技术在医学中的应用及其所带来的影响。
一、胚胎克隆技术在生育医学中的应用胚胎克隆技术是指通过人工方式将多能干细胞转化为不同类型细胞，可用于治疗多种疾病，如糖尿病、心血管疾病和神经系统疾病等。
通过克隆技术，我们可以获得与患者组织相匹配的干细胞，从而可以进行个体化医疗，提高治疗效果。
同时，胚胎克隆技术还可用于生殖医学领域，帮助不孕症患者实现生育愿望。
二、基因克隆技术在疾病治疗中的应用基因克隆技术是指通过克隆方法复制和传递特定基因到患者体内，从而治疗某些遗传性疾病。
通过基因克隆技术，我们可以将健康基因导入到患者体内，以恢复或改善其遗传缺陷。
这种技术在治疗某些罕见病和基因突变引起的疾病上显示出了巨大的潜力，为患者提供了更多治疗选择和机会。
三、器官克隆技术在移植医学中的应用器官克隆技术是指通过克隆方法复制器官组织，以应对器官移植需求的技术。
由于器官移植依赖于供体的匹配性和供体资源的有限性，克隆技术为医学界提供了一种补充手段。
通过器官克隆技术，我们可以根据患者的需求，定制匹配的器官组织，提高移植成功率，并减少排斥反应等并发症。
四、克隆动物在药物研发中的应用克隆技术还广泛应用于药物研发领域。
以克隆动物为模型，科研人员可以更好地了解和研究疾病的发生机制、药物的疗效、药物代谢等。
通过克隆动物，我们可以更加准确地预测药物治疗效果，加速新药研发的过程，为人类带来更多的药物选择和疾病治疗方案。
总结起来，克隆技术在医学中的应用非常广泛，涉及到生殖医学、疾病治疗、器官移植和药物研发等多个领域。
这些应用为医学界带来了诸多机遇和挑战，同时也改变了人类对于疾病治疗和健康的认知。
然而，克隆技术的应用仍然面临着一些伦理和法律的限制，需要更多的讨论和探索，以确保其在医学领域的合理应用。
21世纪被称为生命科学和生物技术的时代
21世纪被称为生命科学和生物技术的时代，生物技术在医疗卫生、农业、环保、轻化工、食品保健等重要领域对改善人类健康状况及生存环境、提高农牧业以及工业的产量与质量都正在发挥着越来越重要的作用。
目前生物技术(B io tec hno log y, BT)已经成为现代科技研究和开发的重点。
在发达国家，生物技术已经成为一个新的经济增长点，其增长速度大致是在25%~30%，是整个经济增长平均数的8~10倍左右。
虽然由于研发成本高等原因，近期内生物技术产业本身还无法实现全面的赢利，但随着它的日益普及，这一天也为期不远了。
一、生命科学和生物技术的前沿领域（一）功能基因组学和蛋白质组学自从人类基因组计划启动以来，公共媒体不断向大众勾画着一幅幅美丽的图景，这使人们认为，一旦科学家把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余。
但是，真实情况远不像人们想象得那样简单。
遗传信息并不直接参与生命活动，而是通过控制蛋白质的形成间接地指导有机体的新陈代谢。
也就是说，一个基因所含的遗传信息，通过一系列复杂的反应，最终导致了相应的蛋白质形成，蛋白质再参与到生命的各种活动中去。
所以，要想真正揭开遗传的奥秘，仅仅了解基因组的碱基排列顺序是远远不够的，还必须认识各个基因所表达的生物学意义以及它控制形成的产物——蛋白质。
因此功能基因组学理所当然地成为当今生物学研究领域的热点。
而作为基因功能载体的蛋白质则是生命活动的执行体，人类基因组绝大部分基因及其功能都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐述。
蛋白质组学就是在人类基因组计划研究发展的基础上形成的新兴学科，主要是在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律。
人类细胞中的全部基因称为基因组，由全套基因组编码控制的蛋白质则相应地被称为蛋白质组。
人类基因可能有3万多个，而每个基因控制的蛋白质则从数个到数十个不等，人体蛋白质数远比基因多得多。
无论是正常的生理过程还是病理状态过程，身体的异常最直接的体现是蛋白质，所以人们研究基因、研究基因组之后感觉到，只有搞清楚蛋白质和蛋白质组，人们才有可能更多地去发现疾病的诊断标志、疾病的预防标志、疾病药物筛选的靶标和疾病治疗的靶标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
克隆羊“多利”
多利羊诞生于1996 年7月5日，1997年首次 向公众披露。 2001年发 现多利羊的左后腿患上了 典型的“高龄病症”—— 关节炎，2002年发现多 利患有严重的进行性肺病， 经罗斯林研究所决定为多 利实施“安乐死” 。
姓名：多利 性别：雌 种族：哺乳纲、牛科、绵羊 生日：1996年7月5日 出生地：苏格兰 基因父亲：无 基因母亲：一只芬兰白绵羊 线粒体母亲：一只苏格兰黑脸羊 生育母亲：另一只苏格兰黑脸羊 进入社交圈时间：1997年2月23日 子女：生育6名，存活5名 死亡：2003年2月14日
注射抗原
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞 细胞融合、筛选
杂交瘤细胞
细胞培养
பைடு நூலகம்筛选，继续培养
足够数量的、能产生 特定抗体的细胞群
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
自然界的许多生物都具有先天的无性繁殖(克隆)能力。
个体水平 的克隆
(草履虫的分裂生殖) (酵母菌的出芽生殖)
营养生殖
草霉
马铃薯 落地生根
水螅的出芽生殖
单克隆抗体：利用动物细胞融合技术将骨髓瘤细胞和 能产生抗体的B淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞，再去培 养，筛选到杂交瘤细胞系。
3、在个体水平上 ——繁殖出生物个体
不通过两性细胞的结合，从一个单一的细胞繁殖 出生物个体。即细胞 —— 个体
分子水平的克隆
导入 扩增
目的基因在受体细胞内扩增 DNA的复制
单克隆抗体制备过程 细胞水平的克隆
1、微生物克隆 2、遗传工程克隆 3、个体水平上的克隆
①.20世纪50年代，美国—— 两栖动物的鱼类细胞核移植技术。
②.20世纪80年代以来，世界各国—— 应用胚胎细胞克隆技术，克隆出羊、牛、
鼠、兔、猴等动物。
③.1997年苏格兰罗斯林研究所 完成首例体细胞克隆动物——克隆羊“多利”
克隆技术的发展
合，只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一 代分子、细胞或个体，就是无性繁殖，即克隆。
分子水平——基因克隆 细胞水平——细胞克隆 个体水平——组织培养成新个体
一、克隆的层次：
1、在分子水平上 ——基因克隆
重组载体通过宿主细胞的无性繁殖使目的基因 扩增，再用某探针选取、钓取目的基因。
2、在细胞水平上——细胞系的培养（制备单克隆抗体）
个体
（二）无性繁殖
定义: 母体 新个体 举例:许多植物、海洋生物、多数微生物等
特点:其个体保持了亲本的遗传性状,产生后代数量多
原因：由于细胞核具有基因组全套遗传信息，生物的体 细胞有潜力直接发育成胚胎和核供体完全相同的
个体克隆。 应用： ——克隆技术
一、无性繁殖与克隆
1、克隆的概念： 只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结
植物克隆
组织培养的过程
（无菌）切下根尖
无菌培养
形成愈伤组织
组织分化 形成器官 发育成新个体
中国首例异体克隆动物———克隆北山羊
绵羊“多利”问世(图1)
从理论上说，细胞核具有基因 组全套遗传信息，生物的体细 胞有潜力发育成胚胎和形成与 核供体完全相同的克隆个体。
世界首例胚胎克隆波尔山羊"津生"
二、克隆技术的发展
三、克隆的条件
1、具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞。 2、能有效调控细胞核发育的细胞质物质。 3、完成胚胎发育的必要的环境条件。
克隆技术的应用前景
1.培育优良畜种和生产实验动物 2.生产转基因动物 3.生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法 4.复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源
为什么胚胎细胞的克隆不属于严格意 义上的克隆？
动物克隆：由胚胎细胞克隆到体细胞克隆的发展 过程
胚胎细胞 作为供体
细胞核
去核体细胞
重组细胞
胚胎
个体
克隆动物就是不经过生殖细胞的结合（受精）而直接由 体细胞获得新的个体。因此，胚胎细胞克隆不属于严格 意义上的动物个体克隆。
小资料1
• 我国的克隆技术也毫不逊色。60年代， 生物学家童第周对金鱼、鲫鱼进行细胞核移 植，1978年又成功地进行了黑斑蛙的克隆试 验，他将黑斑蛙的红细胞的核移入事先除去 了核的黑斑蛙卵中，这种换核卵最后长成能 在水中自由游泳的蝌蚪。 • 1979年春，中国科学院武汉水生生物研 究所的科学家克隆了鱼。
小资料2
1990年5月，西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。 1992年，江苏农科院克隆一只兔子。 1993年，中 科院发育生物学研究所与扬州大学农学院合作，克 隆一只山羊。1995年7月，华南师大与广西农大合 作，克隆一头奶牛、黄牛杂种牛。1995年10月， 西北农大克隆6头猪。 1996年12月，湖南医大克隆 6只老鼠。同年中国农科院畜牧所克隆一头公牛犊。 1997年3月，中国科学院动物研究所研究员陈大元 率先提出了克隆大熊猫的设想。1999年，陈大元领 导的小组将大熊猫的体细胞植入去核后的兔卵细胞 中，成功地培育出了大熊猫的早期胚胎，克隆大熊 猫面临的两个关键问题中的一个已经解决。
多利的一生
多莉羊的培 育过程：
Ａ母绵羊
卵细胞
Ｂ母绵羊 乳腺细胞
细胞质
细胞核
细胞核移植
融合后的卵细胞
卵裂
早期胚胎
胚胎移植
胚胎细胞克隆 体细胞克隆
C母绵羊子宫 妊娠 分娩
多莉羊
受精卵
胚胎
幼儿
老人
精子 卵细胞
繁殖的类型:
（一）有性繁殖
精子
受精卵
胚胎
卵细胞 (合子)
特点:具备了双亲的遗传特性 具有更强的生活能力和变异性