动物胚胎植入课件.pptx

1、哺乳动物妊娠识别和妊娠建立 Pregnant Recognition and Implantation of Mammalian Embryos基本概念基本概念常见动物妊娠识别机理常见动物妊娠识别机理常见动物胚胎附植过程常见动物胚胎附植过程影响胚胎附植的因素影响胚胎附植的因素概念孕体(conceptus)：来自受精卵的所有结构,即胎体、胎膜和胎水构成的复合体，在妊娠识别和附植过程中起着主导作用。母体(mother)：受孕母畜，接受孕体产生的化学信号而发生复杂的生理变化，以接受孕体的存在，并为孕体发育提供良好的子宫环境。妊娠识别（pregnant recognition）：在妊娠初期，孕体发出化

2、学信号传递给母体，母体随即产生反应，以维持黄体存在和促进孕体的发育，这一生理过程叫妊娠识别。附植（着床,implantation）：哺乳动物囊胚滋养层细胞与母体子宫上皮细胞之间逐步建立组织和生理上联系的过程。IFN-UterusOvaryEndometrial EpitheliumTrophoblastPr egnancy Recognition in RuminantsIFN-Corpus LuteumTrophoblastPr egnancy Recognition in Ruminants PGF2 Pr ogesterone +常见哺乳动物妊娠识别机理(一)猪 时间:1112天 妊娠信

3、号:E2 Estrogen is secreted in a biphasic pattern from Days 11 to 30.The initial surge of estrogen production by the conceptus occurs on Day 12.The second sustained period of estrogen secretion by the conceptus is necessary on Days 1520 for prolonged CL extension.The ERs expression only in the glandul

4、ar and luminal uterine epithelium from Days 5 to 12 of the cycle or pregnancy.妊娠识别机理(The endocrineexocrine theory of CL Maintenance):E2-子宫内膜细胞ERs结合-子宫内膜细胞PRLR-黄体和垂体前叶分泌的PRL与PRLR结合-子宫内膜细胞的钙循环发生变化-PGF2由内分泌转化为外分泌-PGF2在子宫腔中分解.The other agents have been reported to have an impact on uterine regulation an

5、d CL function in the pig,including conceptus secretions,catecholestrogens(儿茶酚雌激素）,polypeptides,prostaglandin E(PGE)and interferons.(二)反刍动物1.ewe,doe,cow时间：7-21天妊娠信号：IFN-，分子量为18kD,172AA,glycoprotein溶黄体机理：空怀母畜在发情后12天 P4R,E2R 诱导OTR COX-2 花生四烯酸转化为PGF2 黄体溶解识别机理：a.IFN-抑制E2R的合成 b.IFN-促进P4R的合成 c.IFN-促进PGF2合成

6、抑制因子基因的表达 d.IFN-调节PGE2与PGF2的合成比例IFN-表达时间：开始囊胚期，D15高峰此外，孕体产生PGE，子宫内膜产生EPSI(Endometrial prostaglandin synthesis inhibitor)。分泌时间：囊胚，高峰D15-18。3.3.马马(20-21),(20-21),PGF2 时间时间:妊娠妊娠12-1412-14天天妊娠信号妊娠信号:E2(D16):E2(D16)或蛋白质或蛋白质(1-6KD(1-6KD）?识别机理识别机理:?:?4.4.啮齿动物啮齿动物通过假孕促进胚胎着床。通过假孕促进胚胎着床。假孕假孕(pseudopregnancyps

7、eudopregnancy):):交配刺激诱导交配刺激诱导PRLPRL释放释放,使黄体期由使黄体期由原来的原来的1-21-2天天,延长到延长到10-1110-11天的现象。天的现象。胚胎着床后由胎盘或蜕膜分泌胚胎着床后由胎盘或蜕膜分泌PRLPRL维持黄体功能。维持黄体功能。5.5.灵长类动物灵长类动物时间时间:囊胚之前囊胚之前?妊娠信号妊娠信号:CG:CG机理机理:CG:CG与黄体细胞上的与黄体细胞上的LHLH受体结合受体结合,维持黄体功能。免疫？维持黄体功能。免疫？End胚胎附植（着床）（一）附植过程 1.猪 2.反刍动物 3.马属动物 4.啮齿动物 5.灵长类动物 （二）影响附植的因素 1

8、.母体的激素环境 2.胚胎激素 3.子宫的接受性 (三)延迟着床Reproductive Medicine and Biology 2006;5:1929.A schematic representation of the implantation cascade in domestic animalsA schematic representation of the implantation cascade in domestic animals.In domestic animals,the trophoblast cells do not penetrate the uterine ep

9、ithelium,but maintain an apicalapical union throughout the implantation process.During implantation process in rodents and some primates,the trophoblast cells dislodge the underlying uterine epithelium and gain access to the stromal compartment.The trophoblast will continue to migrate into maternal

10、tissue until the gain direct access to the maternal blood(hemochorial placenta).The trophoblast gains access to the underlying stroma by fusing with the uterine epithelium.Subsequent to fusion,the trophoblast cells will migrate into maternal tissue.This is common in carnivores,where the trophoblast

11、cell migrate between neighboring epithelial cells which are subsequently phagocytized and eventually form a endothelial placenta.（一）附植过程（一）附植过程对接（对接（apposition）粘附（）粘附（adhesion）侵侵入（入（penetration）1.1.猪猪在非腺体开口部:滋养层与子宫内膜绒毛交错连接妊娠（D13)，1824天在非腺体开口部这种连接完全建立。在腺体开口部:出现乳头状突起、盘状结构。2.反刍动物（1）孕体初步固定时间：羊妊娠13天，牛妊娠1

12、8天过程：滋养层形成指状突起 深入子宫腺体开口部 固定孕体 (2)胎盘子叶形成时间：绵羊妊娠14，牛妊娠16天 过程：滋养层细胞微绒毛与子宫内膜细胞突接触 在子宫阜部位两者出现粘连 形成胎盘子叶(3)双核细胞（binucleate cell)与合胞体（syncytiumsyncytium)时间：羊妊娠14天，牛妊娠17天过程：出现在子宫阜部位的滋养层 遍及整个滋养层 与子宫上皮细胞融合 合胞体 功能：胎儿免疫保护，物质运输，分泌激素，？致密基质海绵基质3.马属动物时间：妊娠24-40天过程：滋养层与子宫内皮细胞接触 绒毛膜环带形成 环带双核细胞吞噬子宫上皮细胞 进入上皮基质 形成内膜杯（妊娠3

13、8-130天）在内膜杯以外滋养层和上皮细胞之间有广泛的微绒毛连接4.啮齿动物（D4-5)过程:胚胎体积增大，内膜水肿在胚胎接触部位子宫内膜出现蜕膜反应(Decidual Cell Reaction)基质细胞形成蜕膜细胞进入子宫基底膜形成蜕膜组织子宫内膜形成着床室 滋养层合胞体侵入子宫基膜Endocrine Reviews,2004,25(3):341373Developmental Biology 223,217237(2000)5.灵长类动物(D8-9)过程：胚体滋养层与子宫内膜细胞粘着 同时合胞体滋养层开始形成 子宫内膜发生蜕膜反应 合胞体滋养层侵入子宫基底膜 妊娠建立Developmen

14、tal Biology 223,217237(2000)影响胚胎附植的因素1.母体激素环境 P4：促进子宫发育，为胚胎发育提供营养 E2：参与子宫内膜的局部免疫调节 两者协同调节MUC1，LIF，HB-EGF PRL，OXT：参与调节妊娠识别，胚胎附植2.胚胎激素 妊娠信号，妊娠相关因子3.胚胎的接受性4.子宫内膜分泌的因子延迟附植(Delayed implantation,Diapause of embryo)1.Definition1.Definition哺乳动物胚胎在母体内出现发育的暂时停滞现象哺乳动物胚胎在母体内出现发育的暂时停滞现象,通常通常处于囊胚期。处于囊胚期。停滞时间停滞时间:

15、The roe deer(The roe deer(狍狍30-4030-40）,armadillo(,armadillo(犰狳犰狳.700.700），），marsupials(marsupials(有袋类有袋类60-10060-100）,carnivore,carnivore（食肉类（食肉类200-400200-400）,the western spotted skunkthe western spotted skunk（臭鼬）（臭鼬）,the badger,the badger（獾）（獾）,mustelidmustelid（麝）（麝）,the mink,the mink（水貂）（水貂）,th

16、e,the tammartammar wallaby wallaby（沙袋鼠）（沙袋鼠）2.Catogory兼性兼性(facultative diapause):由外界环境引起的由外界环境引起的,并不固定。并不固定。专性专性(obligate diapause):在每个妊娠期都出现在每个妊娠期都出现的。的。3.Stage of embryo hatched blastocystWombat.Koala Red-necked Wallaby Red Kangaroo Nine-Banded Armadillo BOBCATwolfEastern Spotted Skunk BadgerMuste

17、lid America minkMinkTable 1 Characteristics of facultative vs obligate diapause of mammalian embryos.End 也称为胚胎生物技术。指对动物的卵也称为胚胎生物技术。指对动物的卵子、精子和胚胎在体外人工控制的环境条子、精子和胚胎在体外人工控制的环境条件下进行各种操作与处理。如胚胎移植、件下进行各种操作与处理。如胚胎移植、体外受精、性别鉴定、胚胎分割、核移植体外受精、性别鉴定、胚胎分割、核移植（克隆）及转基因等。（克隆）及转基因等。将优良性状的种母畜与种公畜配种将优良性状的种母畜与种公畜配种（或输精）

18、后的早期胚胎取出，或利用其（或输精）后的早期胚胎取出，或利用其他生物技术手段获得的胚胎，移植到另一他生物技术手段获得的胚胎，移植到另一头同种的生理状况相同的母畜体内，使其头同种的生理状况相同的母畜体内，使其继续发育到产出后代的技术。继续发育到产出后代的技术。牛胚胎移植示意图(donor)(recipient)麻醉剂麻醉剂1.充分发挥优秀母畜的繁殖潜力；充分发挥优秀母畜的繁殖潜力；2.加速品种改良；加速品种改良；3.代替种畜引进；代替种畜引进；4.诱发单胎动物产双胎；诱发单胎动物产双胎；5.保存品种资源；保存品种资源；6.克服不孕症；克服不孕症；7.防止传染病的传播。防止传染病的传播。1.发情后

19、母畜生殖器官的孕向发育；发情后母畜生殖器官的孕向发育；2.早期胚胎的游离现象；早期胚胎的游离现象；3.胚胎的免疫特性；胚胎的免疫特性；4.胚胎在受体子宫内发育过程中遗传特性不变。胚胎在受体子宫内发育过程中遗传特性不变。1.胚胎移植前后的生理环境应一致；胚胎移植前后的生理环境应一致；2.对胚胎发育的要求，不能超出功能黄体的对胚胎发育的要求，不能超出功能黄体的期限；期限；3.对胚胎质量的要求，应为对胚胎质量的要求，应为A、B级胚胎。级胚胎。1.有较高理论和技术水平的科技队伍及必要有较高理论和技术水平的科技队伍及必要的工作条件；的工作条件；2.有充足的胚胎来源；有充足的胚胎来源；3.有足够数量的受体

20、母畜。有足够数量的受体母畜。1.供、受体母畜的准备；供、受体母畜的准备；2.供体母畜的超数排卵；供体母畜的超数排卵；3.胚胎的收集；胚胎的收集；4.胚胎的检查；胚胎的检查；5.胚胎移植。胚胎移植。指母畜发情的适当时间，用促性腺激指母畜发情的适当时间，用促性腺激素处理，使卵巢上有比自然情况下较多的素处理，使卵巢上有比自然情况下较多的卵泡发育并排卵的方法。卵泡发育并排卵的方法。（发情911天）FSHFSHPGPG法法牛牛超数排卵超数排卵早FSH1.5mg（国产，7.5mg/瓶）晚FSH1.5mg早FSH1.0mg 晚FSH1.0mg 早FSH0.6mg+PGF24ml（0.4mg）晚FSH0.6m

21、g早 FSH0.4mg 晚FSH0.4mg2448h发情后配种或输精两次，每隔6h输一次(为0d)（细管：1000万精子，颗粒1200万精子）第67d冲洗子宫（尾椎麻醉：盐酸利度卡因100mg/5ml2）桑椹胚早期囊胚FSHFSHCIDRCIDRPGPG法法牛牛超排超排发情周期任意一天埋置CIDR10d后取出CIDR，埋入第二个CIDR（为第0d）第5d 早FSH 晚FSH第6d 早FSH 晚FSH第7d 早FSH 晚FSH第8d早 FSHPGF2（取出CIDR，注PGF2）晚FSH2448h发情，配种或输精（为第0d）第67d冲洗子宫，获桑椹胚早期囊胚*澳大利亚产FSH总剂量306mg；日本

22、产FSH24AU（量递减）PMSG法法牛牛超数排卵（一）超数排卵（一）PGF2消除黄体发情第1617d，注射PMSG15003000IU隔日注射 hCG10001500IU2448h发情，配种或输精（为第0d）第67d冲洗子宫，获得桑椹胚早期囊胚PMSG法法牛牛超数排卵（二）超数排卵（二）发情周期第1113d，注射PMSG（5IU/Kg体重）48和60h后分别注射PGF2（24ml）一次2448h发情，配种或输精（为第0d）第67d冲洗子宫，获得桑椹胚早期囊胚同时注射抗PMSGFSHPG法法羊羊超数排卵超数排卵 早 FSH（国产，7.5mg/瓶）晚FSH 早 FSH 晚FSH早 FSH+PGF

23、22ml 晚FSH2448h发情，配种或输精两次（为第0d）发情周期第1213d（绵羊）、1618d（山羊）第6d冲洗子宫，获得桑椹胚早期囊胚同时静脉注射LH100150IU*国产国产FSH总量为总量为150300IUFSHCIDR法法羊羊超数排卵超数排卵发情周期任意1d阴道埋置CIDR（为第1d）第10d换第二个CIDR第16、17、18d 早FSH 晚FSH第19d早 FSH（取出CIDR）晚FSH2448h发情，配种或输精（为第0d）第6d冲洗子宫，获桑椹胚早期囊胚第4d注射progcstin*进口进口FSH经产羊总剂量经产羊总剂量7.04mg/只，育成羊只，育成羊5.28mg/只，等量

24、注射只，等量注射PMSG法法羊羊超数排卵超数排卵发情周期的 1213d（绵羊）、第1618d（山羊）注射PMSG8001500IU2448h发情，配种或输精（为第0d）同时注射hCG500750IU第6d冲洗子宫，获得桑椹胚早期囊胚胚胎收集胚胎收集手术法冲胚示意图手术法冲胚示意图上图：由子宫角向输卵管伞部上图：由子宫角向输卵管伞部冲洗冲洗（上行法）（上行法）中图：由输卵管伞向子宫角中图：由输卵管伞向子宫角输卵管接合部冲洗输卵管接合部冲洗（下行法）（下行法）下图：由子宫角上端向基部冲下图：由子宫角上端向基部冲洗洗（下行法）（下行法）牛非手术法收集胚胎示意图牛非手术法收集胚胎示意图空气空气冲洗液冲洗液回收洗液回收洗液不同发育阶段的正常牛不同发育阶段的正常牛胚胎胚胎发发情情后后天天数数发发育育阶阶段段牛的异常胚胎示意图牛的异常胚胎示意图原核胚原核胚8 8细胞胚胎细胞胚胎桑椹胚桑椹胚早期囊胚早期囊胚孵孵 化化 囊囊 胚胚麻醉剂麻醉剂End