细胞克隆技术的成果与问题

克隆（clone）是指通过无性繁殖的手段，从一个动物细胞获得遗传背景相同的细胞群或个体群的过程。广义上的动物克隆是指动物的无性繁殖（asexual reproduction），即用无性繁殖的手段，由单一个体产生外形、性能和基因型完全一致的多个动物。动物克隆（animal cloning）技术主要是指细胞核移植，也包括胚胎分割技术，是当今国际范围内胚胎工程和生命科学研究的热点。细胞核移植技术体系的建立是生殖生物学发展史上一个重要的里程碑，细胞核移植是指把哺乳动物一个细胞的细胞核（核供体）通过特殊的体外操作（显微注射、电融合、体外培养等）移植到另一个去核的成熟卵母细胞（核受体）中，从而不经过有性繁殖过程就达到扩繁同基因型哺乳动物胚胎及其种群的目的，由此发育成的动物个体就称为核移植克隆动物或核质杂交动物。现在一般将通过细胞核移植技术得到的动物称为克隆动物，这是真正意义上的克隆动物，是目前动物克隆的主要方法。根据核移植供核细胞的不同，可以把细胞核移植分为胚胎细胞（embryomc cell）核移植、胚胎干细胞（embryonicstem cell.ES细胞）核移植、胚胎成纤维细胞（embryonic filbroblast）核移植和成年体细胞（somatic cell）核移植。1997年2月17日，英国科学家Wilmut等报道利用体细胞核移植技术成功获得了克隆绵羊“多莉”（Dolly），这是人类首次用成年动物的体细胞——乳腺上皮细胞获得的克隆后代，引起了全世界的广泛关注，其理论意义在于分化细胞经过处理后，在去除核遗传物质的成熟卵母细胞质的支持下，能够恢复其全能性，充分证明动物细胞的全能性。1998年，美国又生产出“克隆复克隆”小鼠（即所谓檀香山技术）。日本的Kato、美国华裔科学家杨向中等继而报道了体细胞克隆牛的诞生。2000年，美国生产出可用于人类器官移植的5头克隆猪。中国科学家也不甘落后，2002年5月27日，中国农业大学与北京基因达科技有限公司和河北芦台农场合作，通过体细胞克隆技术，成功克隆了国内第一头优质黄牛——红系冀南牛。此次成功克隆，对保护我国濒危物种具有深远影响。另外，大熊猫是我国的国宝，但自然交配成功率低，因此已濒临绝种，克隆技术为人类提供了切实可行的途径。美国SfiPnce杂志2004年2月11日宣布，韩国科学家成功地克隆出了第一个人类胚胎，然后从中挑选出了发育成熟的干细胞，首次证明了人类治疗性克隆的可行性，使克隆技术在医学治疗方面的应用中迈出了重大一步，也再次引起了人们关于克隆的种种议论。许多医生认为，这些发育成熟的干细胞将来有一天会成为他们找到治愈糖尿病、帕金森病和其他人类疾病的关键“材料”。英国科学家将使用与培育克隆羊“多莉”相同的细胞核转移技术培育人类胚胎干细胞，来探求糖尿病、帕金森病和阿尔茨海默病等疾病的治疗方法。2008年8月4日，智利农业部宣布，克隆牛“维多利亚”在圣地亚哥诞生，他们培育克隆牛是为了验证有关野生动物克隆技术的可靠性。2010年9月，由青岛农业大学孙金海教授主持的“转诱导型生长激素相关基因猪培育”项目成功获得15头体内被转入绿色荧光蛋白基因（EGFP）和猪生长激素基因（PGH）转基因猪。2012年11月，南京医科大学代谢疾病研究中心副主任戴一凡带领团队在江苏省异种移植重点实验室成功培育首批转基因“移植专用”克隆猪。2014年2月，中国科学院广州生物医药与健康研究院教授赖良学与中国科学院遗传与发育生物学研究所教授李晓江，澳大利亚蒙纳什大学教授肖志成和南方医科大学教授姜晓丹合作在中国科学院广州生物医药与健康研究院成功建立渐冻人症转基因猪模型。2014年10月，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员、吉林大学教授赖良学博士的研究团队，利用最新的CRISPR/Cas9基因敲除技术成功培育出两种克隆小型猪，建立了人类白化病和帕金森病两种猪模型。动物克隆依其目的可分为繁殖性克隆（reproductive cloning）和治疗性克隆两种。前者旨在对优秀动物个体进行快速繁殖或“复制”；后者则与胚胎干细胞技术结合，解决人类医学中组织器官的自体移植问题。

动物克隆技术在畜牧业生产、医药生产和疾病治疗、生物学基础理论研究、野生珍稀濒危动物的拯救和保护，以及动物转基因工程等诸多领域蕴藏巨大的应用潜力。通过科学研究者十几年的努力，哺乳动物的克隆技术在农业和生物制药等方面取得了划时代的进步，展示了克隆技术的巨大应用价值和广阔的发展前景。但克隆技术目前仍存在一些问题，如动物克隆效率问题、端粒长度与动物寿命的问题、克隆胚胎与正常胚胎发育差异、基因印迹机制等。另外，克隆机制的相关理论研究还很薄弱等，对这些问题的深入研究，将有助于加深人们对动物胚胎发育过程中分子机制的认识。动物克隆技术的不断完善，还需要分子遗传学、细胞学、发育生物学等相关基础学科的进一步研究和发展。因此，要提高动物克隆的成功率尚需不懈的努力。今后要在核移植原理指导下，围绕核质关系和调控机制及核移植胚胎发育过程中的基因表达和分子机制，与医学临床紧密联系，走畜牧业的理论结合实际的道路，进行生殖机制、生理调控、发育机制和动物克隆等方面的实验胚胎学研究，不断地解决克隆技术在生产实践中出现的问题，以期完善克隆技术理论体系，提高克隆效率，促进体细胞以核移植为核心的克隆技术的转基因动物和干细胞工程及治疗性克隆研究的发展，为医学研究和临床实践做好铺垫工作，运用克隆技术造福人类。(www.xing528.com)