（二）克隆羊“多莉”
1997年2月23日，英格兰爱丁堡罗斯林研究所和PPL制药公司的胚胎学家伊恩·维尔穆特博士的研究小组经过多年的无性繁殖实验无性繁殖了一只雌性小绵羊——“多莉”。实验过程操作步骤如下：（1）取处于后三分之一妊娠期的6岁母绵羊（芬兰多塞特白品种绵羊）的乳腺细胞作核供体细胞；（2）注射促性腺激素GN促使母羊（苏格兰黑面母绵羊）排卵，28～33小时取其未受精卵快速去核，放入10％FCS（小牛血清）、1％FCS和0.5％FCS培养；（3）乳腺细胞注射GN 34~36小时后与无核卵放入同一培养皿中，在微电流作用下乳腺细胞融入卵中，形成一个含有新遗传物质的卵细胞；（4）将新的卵细胞植入羊的结扎的输卵管内，6天后发育成桑椹期胚胎或囊胚（8~16个细胞），再移入假孕母羊子宫内；（5）产下“多莉”即为6岁母羊的复制品，也为白色。
【知识拓展】
促性腺激素：是调节脊椎动物性腺发育，促进性激素生成和分泌的糖蛋白激素。如垂体前叶分泌的促黄体生成激素和促卵泡成熟激素，两者协同作用，刺激卵巢或睾丸中生殖细胞的发育及性激素的生成和分泌；人胎盘分泌的绒毛膜促性腺激素，可促进妊娠黄体分泌孕酮。怀孕初期尿中即可出现，于妊娠两个月时达高峰，临床常以此作为妊娠指标。
（三）克隆技术的应用及现状
1.克隆技术的应用
体细胞克隆技术的重大突破，是生物技术发展史上一座划时代的里程碑。尽管，这种技术还存在一些问题，但它已在实践中广泛地被应用，包括确定了动物细胞具有全能性的论断；加速了动物繁殖、优良育种、保护珍贵动物的研究。另外，在基因治疗和器官移植等方面都有光明的应用前景。
2.克隆技术的现状
动物克隆技术目前还不完善，克隆动物普遍表现为孕期流产率高、新生儿体重较重，以及产后对环境的适应性较差等。就拿“多莉”来讲，2003年2月，兽医检查发现多莉患有严重的进行性肺病，这种病在目前还是不治之症，于是研究人员对它实施了安乐死。据罗斯林研究所透露，在被确诊之前，多莉已经不停地咳嗽了一个星期。多莉的尸体被制成标本，存放在苏格兰国家博物馆。正值壮年的多莉死于肺部感染，而这是一种老年绵羊的常见疾病。
据维尔穆特透露，以前多莉还被查出患有关节炎，这也是一种老年绵羊的常见疾病。通常，羊的寿命在12年左右，而多莉年仅6岁就早夭，研究人员推测死因有三种可能：①克隆动物可能存在早衰现象，它们从一出生起身体的衰老程度就类似于被克隆个体，所以寿命被缩短。就多莉而言，数字上也比较符合这个推测。②克隆过程中一些物理化学的伤害导致多莉的健康隐患，使得它容易患病。如克隆动物畸形、流产率高等问题。③多莉属于普通患病死亡。关节炎和肺部感染是绵羊的常见疾病，特别是对于室内饲养的绵羊来说患病的可能更大。这些讨论到目前为止，还没有一个确切的结论。导致克隆动物存在上述问题的原因很多，其中，缺乏基础理论支撑是重要的一方面，如基因组重新编程的机制尚不清楚。
虽然克隆动物有这样那样的问题，然而克隆技术在畜牧业和生物制药行业上已有广泛应用，被克隆的动物种类也越来越多，甚至和人类接近的灵长类动物也被克隆出来。如报道称美国科学家安东尼·钱，他于2000年左右成功利用胚胎分裂法复制两只恒河猴。
第四节 胚胎工程
一、胚胎工程概述
胚胎工程（Embryo technology），又程发育工程（Developmental technology），是通过体外受精、胚胎移植、胚胎分割与融合、胚胎性别鉴定，以及胚胎冷冻等系列技术，在动物的体内外对胚胎进行一定操作，用于优良动物的繁殖或改良。这些系列技术中，体外受精和胚胎移植是胚胎工程的关键，下面对这两项技术作简要介绍。
二、体外受精
体外受精包含四方面的内容：（一）精子的采集与体外获能处理。通过“上浮分离法”收集有活力的精子，并借助钙离子诱发精子的超活化运动；（二）卵子的回收与成熟培养。目前常用的方法是从屠宰的家畜卵巢中采集卵子，并进行体外成熟培养；（三）体外受精。将成熟的卵母细胞和获能的精子在一个合适的体外环境条件下共同培养一段时间，就能完成体外受精。受精成功的标志是看受精卵是否可以发育到囊胚期阶段；（四）受精卵的发育与体外培养。受精卵需要在体外培养一段时间才能移植到子宫。目前，人们还不能模拟子宫内的环境供胚胎继续发育。
三、胚胎移植
胚胎移植是动物胚胎工程的一项关键技术。胚胎移植也称为受精卵移植，是指一头母畜（供体）发情排卵并经过配种后，在一定时间内从其生殖道（输卵管或子宫角）取出受精卵或胚胎，或者体外培养受精卵发育至囊胚期，然后把它们移植到另外一头与供体同时发情排卵、但未经配种的母畜（受体）的相应部位（输卵管或子宫角）。这个来自供体的胚胎能够在受体的子宫着床，并继续生长和发育，最后产下供体的后代。这也是通常所说的“借腹怀胎”。
（一）超数排卵
雌性动物卵巢中有数以万计的卵母细胞资源，但就母畜一生而言，99.9％以上的原始卵泡都注定要锁闭，只有极少数的能发育成熟并排卵。也就是说，自然状态下的雌性动物的遗传资源没有得到充分利用。
超数排卵是指在母畜发情周期的适当时间用人工的方法促使其有更多的卵泡发育、成熟、排卵的一项技术，目的是最大限度地利用母畜的生殖能力。
（二）发情同步化
进行胚胎移植必须使供体与受体同步发情，也就是要处于相同的生殖周期。
（三）人工受精与胚胎的采集
经过超数排卵处理的动物在观察到发情的当日晚或次日晨进行人工受精，两次受精可以保证已排出的卵受精，受精卵的发育与其在输卵管内的移动速度是基本同步的。通常在受精后3～7天，可通过外科手术回收法，或非手术回收法从供体动物体内采集受精卵。采集到的受精卵或胚胎最好作短期培养，以便受损的细胞得以修复。
（四）胚胎移植
选择与供体发情周期同步的、生殖道正常、无疾病、繁育史良好的受体接受胚胎移植，移植的方法与胚胎采集相似，也有手术法和非手术法两类。
【知识拓展】
试管婴儿：即体外受精结合胚胎移植技术，是指分别将卵子与精子取出后，在体外（培养皿中）使其受精，并发育成胚胎后，再植回母体子宫内发育、出生获得婴儿的一种技术。根据技术水平的发展，试管婴儿可分三阶段：常规的第一代；通过精子卵细胞浆内注射的第二代；种植前遗传学诊断的第三代。
【合作讨论】
1.为提高细胞培养实验的成功率，试讨论有哪些需要注意的地方？
2.干细胞、胚胎干细胞和普通的动植物细胞在形态、结构和功能方面有哪些差异？
3.试讨论胚胎干细胞、体细胞克隆和iPS技术三者在医学应用上的前景和存在的问题？
4.试讨论胚胎发育的过程，以及各胚层最终发育成哪些组织和器官？
