Page 115 - 动物生物技术与繁殖研究

第五章 动物生物技术应用

编程领域的里程碑事件，揭示了重编程的部分机制，启发了科学家们对核移植机
制的研究。在核移植过程中，供体细胞核进入受体卵质中后，会经历一系列的
变化：首先，供体细胞核膜迅速降解，并在成熟促进因子（Maturation Promoting

Factor，MPF）的作用下形成凝集的分裂中期样染色体，这一过程被称为早熟染
色质凝集（Premature Chromo-some Condensation，PCC）。在 PCC 过程中，大部
分染色质结合蛋白都从基因组上脱落。
有研究表明，PCC 对于克隆胚胎重编程以及后续的发育是十分重要的。在

哺乳动物正常受精过程中，精子进入卵母细胞后，其携带的精子特异性磷脂酶
Czeta 会触发卵母细胞中的钙离子振荡，使卵母细胞激活，退出 M 期并启动后续
发育程序。但是在 SCNT 胚胎中，供体细胞缺少精子特异性磷脂酶 Czeta，因此
需要对胚胎进行人工激活。在小鼠 SCNT 中，通常使用氯化锶处理胚胎使其激活；

在灵长目 SCNT 中，普遍对胚胎使用电脉冲或钙离子载体进行处理，并且在培养
基中添加环十二碳三烯或者 6- 二甲胺基嘌呤来使其激活。在激活后，供体细胞
核进入 G1 期并形成核膜，这一过程通过核扩张完成，供体细胞核合并大量母源
蛋白并且尺寸变大，其被称为伪原核，随后克隆胚胎开启 DNA 的复制。在哺乳

动物中，随着合子 DNA 的复制，DNA 的甲基化水平也逐渐降低，直到合子基因
组激活（Zygotic Genome Activation，ZGA）并开始从头甲基化后，DNA 甲基化
水平才再次升高。在上述过程中，卵质对体细胞供体核进行重编程，主要包括组
蛋白变体合并、组蛋白修饰重编程、DNA 甲基化重编程、染色质结构重编程、

转录组重编程和 X 染色体重编程等。
（一）组蛋白变体合并
在哺乳动物正常的受精过程中，原本包裹精子基因组的鱼精蛋白经历了全
局重塑，被一些母源组蛋白，如 H3.3、H2AX 替换，在 SCNT 胚胎中，也出现

了类似的组蛋白变体的剧烈交换。连接组蛋白 H1 是染色质结构和功能的关键调
节因子，有研究发现，哺乳动物的卵母细胞中存在特异性的连接组蛋白 H1foo，
其分布于生发泡期卵母细胞、MII 期卵母细胞以及第一极体中。在受精卵排出第
二极体后，就可以在膨胀的精子头部中检测到 H1foo，说明发生了组蛋白 H1 变

体的替换。在使用小鼠卵丘细胞和肌肉细胞作为供体的 SCNT 胚胎中均检测到
H1foo 的替换，这个过程在核移植后 5min 内就开始发生，并且在 1h 后完全替换
供体核的 H1。类似地，在哺乳动物中，组蛋白变体 H3.3A 和 H3.3B 由两个不同

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