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囊胚注射實驗

簡要描述:囊胚注射實驗是一種將外源細胞(如胚胎干細胞或基因編輯后的細胞)注入早期胚胎(囊胚期)的技術,用于制備嵌合體或轉基因動物模型。注射的細胞可參與胚胎發育,形成嵌合體個體,其中部分組織或器官由外源細胞構成。該技術廣泛應用于基因功能研究、疾病模型建立及再生醫學領域,是研究細胞分化、發育生物學和基因編輯的重要工具。

  • 更新時間:2025-07-10
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詳細介紹

一、技術定義與核心原理

囊胚注射是將基因修飾后的胚胎干細胞(ES細胞)注入囊胚期胚胎(發育約3.5天的小鼠胚胎),通過嵌合體培育獲得基因修飾動物模型的技術。其核心機制包括:

  1. 嵌合體形成:外源ES細胞與宿主囊胚內細胞團(ICM)融合,共同發育為嵌合體后代。

  2. 生殖系傳遞:ES細胞分化為生殖細胞,實現基因修飾的遺傳(需嵌合率>60%)。

  3. 時空窗口:囊胚期胚胎細胞分化程度低,且囊腔結構便于顯微操作。

生物學基礎
囊胚由外層滋養層細胞(發育為胎盤)和內細胞團(發育為胎兒)構成,注射靶向ICM區域確保ES細胞參與胚胎發育。


二、標準化操作流程

(一)前期準備
步驟關鍵操作與參數
ES細胞制備需多能性驗證(如Oct4表達),常用129品系或C57BL/6遺傳背景ES細胞
囊胚供體鼠處理超排卵:PMSG(5IU)→ hCG(5IU)→ 與雄鼠合籠 → 取見栓后2.5天的囊胚(8細胞期胚胎培養過夜獲得)
顯微注射系統校準注射針內徑10-15μm,單次注入10-15個ES細胞
(二)注射與胚胎移植
  • 存活率控制:注射后囊胚存活率需>90%,移植胚胎數≥10枚/受體鼠。

  • 嵌合體鑒定

    • 毛色嵌合:ES細胞(如129-agouti)與宿主囊胚(如C57BL/6黑色)毛色差異直觀判斷嵌合率。

    • 基因型驗證:PCR檢測外源基因或熒光標記(如GFP)。

(三)遺傳系建立
  1. 高嵌合體篩選:選擇毛色嵌合>70%的雄性嵌合鼠。

  2. 生殖系傳遞:嵌合鼠與野生型交配 → F1代基因型檢測 → 建立純合品系。


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