專利名稱：胚胎移植物的制造和使用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種用轉(zhuǎn)換基因和克隆的方法制造胚胎移植物的方法和裝置。
目前的移植物多用成人的組織或器官，也有部份病例叢胚胎上獲取移植物進(jìn)行移植。由于各種原因成人的移植物供不應(yīng)求，且有排異反應(yīng)，而胚胎移植物是叢流產(chǎn)的途徑獲得，自然流產(chǎn)的胎兒其基因或發(fā)育很可能有缺陷，人工流產(chǎn)的又很少，而且胎兒也具有產(chǎn)生排斥反應(yīng)的抗原，和用成人的器官一樣很有可能要終生服用昂貴的免疫抑制藥而造成抵抗力下降，極易患腫瘤和各種微生物感染。異種移植主要是轉(zhuǎn)基因豬的研究是將異種間的移植抗原叢豬的基因中去除，產(chǎn)生異種間移植不被排斥的豬的器官。由于種屬間差異大，要改變的基因和其中未明了的基因很多，例如異種間的分子不相溶性，可使宿主或移植物中一方細(xì)胞表面的受體很難識(shí)別對(duì)方產(chǎn)生的信號(hào)分子，使移植物很難正常工作或存活。豬可能帶有對(duì)人制病的寄生微生物，而且平均壽命比人短，使其在人體內(nèi)可正常存活的時(shí)間就會(huì)相對(duì)縮短。而且要豬和人都共同研究比之只研究人類的工作量多一倍，去除眾多抗原后移植物易產(chǎn)生腫瘤等因素。人體的目前的克隆技術(shù)是將體細(xì)胞的細(xì)胞核通過饑餓方法使之停止分裂后移植到未受精的卵子內(nèi)。此方法因?yàn)槁炎釉谑芫疤幱谛菝郀顟B(tài)，經(jīng)過受精才能激活卵子進(jìn)行卵裂，缺少精子中所含物質(zhì)的激活使卵細(xì)胞中的許多物質(zhì)和基因未被激活，成功率極低。
本發(fā)明的目的是使細(xì)胞核移植產(chǎn)生胚胎的成功率更高，并通過轉(zhuǎn)基因和去除免疫基因的方法制造無排異反應(yīng)的胚胎移植物。
移植物制造前的準(zhǔn)備方法是挑選采集能配成不同性別和血型的健康的并且沒有癌癥其它遺傳疾病家族史的人的精子和卵子，并對(duì)精子、卵子和準(zhǔn)備復(fù)制的細(xì)胞的基因檢測(cè)，清除、抑制或修改不利于移植物在宿主體內(nèi)正常存活、發(fā)揮功能或影響宿主健康的基因。用這些健康細(xì)胞培育的胚胎可根據(jù)血型和性別的不同用胚胎分割和胚胎細(xì)胞核向卵細(xì)胞內(nèi)移植的方法制造出大量的胚胎個(gè)體，按型和性別分類，避免重復(fù)的進(jìn)行轉(zhuǎn)基因和基因檢測(cè)、切除和重組等工作。
細(xì)胞核移植入受精卵的方法是將接受移植的細(xì)胞核移植入受精的卵細(xì)胞，并將原有的細(xì)胞核取出。受精后的卵子內(nèi)的物質(zhì)已被完全激活，將所移植的細(xì)胞核進(jìn)行移植，難度大為降低。如有條件可用體細(xì)胞向去核卵子內(nèi)移植，可用生殖細(xì)胞核。移植完成后可用電沖擊法使卵子繼續(xù)發(fā)育。具體方法有兩種一是正常的受精。可先將卵細(xì)胞核取出后進(jìn)行卵子激活，可在受精后將卵內(nèi)細(xì)胞核取出，受精卵細(xì)胞核的取出可在精子進(jìn)入后細(xì)胞具有全能性的階段。核移植后可將細(xì)胞核接著進(jìn)行細(xì)胞核移植，產(chǎn)生新的胚胎。細(xì)胞核取出的最佳時(shí)間是在精子進(jìn)入后至兩原核發(fā)育前，減少兩原核對(duì)卵內(nèi)精、卵原核生長(zhǎng)因子的消耗。
二是將成熟精子中所含的激活卵子的成份植入卵子內(nèi)，使卵子在實(shí)際沒有精子進(jìn)入的情況下被激活。此方法是在卵子受精前將卵細(xì)胞核取出，將被克隆細(xì)胞的細(xì)胞核植入卵內(nèi)，再將精子或去核精子或是精子所含可激活卵子的活性物質(zhì)與此卵子結(jié)合，使用精子的方法應(yīng)取出精子的細(xì)胞核。此方法的使用可避免在受精卵快速卵裂時(shí)將分裂中的細(xì)胞核取出的難度，同時(shí)沒有雌、雄原核消耗卵內(nèi)物質(zhì)?？寺〖?xì)胞核應(yīng)在卵子植物極附近插入卵子內(nèi)。精子的插入點(diǎn)應(yīng)在原卵細(xì)胞核取出和克隆細(xì)胞核植入的同一點(diǎn)。所用的受精卵、胚胎、精子和卵子應(yīng)來自同一父體和母體。精子的處理應(yīng)在精子獲能前，獲能后精子超?；钤剑灰坠潭?。固定精子應(yīng)用多個(gè)小吸頭，叢不同部位吸住精子，因?yàn)榫又屑?xì)胞核占大部份體積，精子沒有核會(huì)失去原有形狀。應(yīng)將精子細(xì)胞核吸凈再注入精子進(jìn)入卵子所需的物質(zhì)，可用精子向卵內(nèi)輸入基因等物質(zhì)。
將細(xì)胞核移植入已受精的去核卵子內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)在于卵子在正常的受精過程中已被激活，精子的進(jìn)入使卵子內(nèi)鈣增多，PH值上升等變化會(huì)使卵母細(xì)胞的代謝活化和解除卵內(nèi)抑制蛋白的抑制作用，有利于移植后的細(xì)胞生長(zhǎng)。根據(jù)精子穿入的位置，動(dòng)物極和植物極三點(diǎn)便可確立未來胚胎的中間矢狀面；在精子穿入并向動(dòng)物極移動(dòng)時(shí)，帶走一些植物半球的皮質(zhì)，于是留在卵表面的動(dòng)物極皮質(zhì)細(xì)胞質(zhì)繞卵向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)物半球形成透明質(zhì)區(qū)和在精子穿入點(diǎn)處形成新月區(qū)將來形成中胚層，在其對(duì)側(cè)也有一個(gè)脊索新月，脊索新月上方又有一個(gè)神經(jīng)新月?？梢娋拥倪M(jìn)入帶動(dòng)了卵子的一系列變化。細(xì)胞內(nèi)自染色體、核內(nèi)、核膜、細(xì)胞質(zhì)內(nèi)和細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)等物質(zhì)和各種微環(huán)境不是平均的和對(duì)稱的分布，所以卵子在每次分裂中會(huì)不平等的分裂出不一樣的細(xì)胞，各種受體的不同和發(fā)出的各種蛋白等的不同，不同相鄰細(xì)胞產(chǎn)生的影響不同，結(jié)果是細(xì)胞分化發(fā)育的不同。在細(xì)胞分化發(fā)育過程中，由于細(xì)胞物質(zhì)分布的不均勻性，使細(xì)胞分裂為兩個(gè)所含物質(zhì)不完全一樣的細(xì)胞，細(xì)胞膜的不同使其接收的和釋放的蛋白的種類和各種通道的不同，可接收特定信息打開特定的基因，細(xì)胞所釋放的物質(zhì)的不同使能獲得此物質(zhì)的細(xì)胞被打開的特定基因或細(xì)胞的變化與其它細(xì)胞不同。可用向未受精的去核卵內(nèi)移植細(xì)胞核的克隆方法，可在染色體聚集時(shí)將染色體取出或抽出其它物質(zhì)，將被克隆的細(xì)胞核植入卵細(xì)胞核內(nèi)或?qū)⒙鸭?xì)胞核內(nèi)的物質(zhì)注入G0期的細(xì)胞核中。
轉(zhuǎn)換基因制造移植物的方法是將接受移植物的宿主的同種移植免疫抗原基因移植入胚胎內(nèi)，產(chǎn)生的移植物移植入宿主體內(nèi)后不會(huì)激活宿主的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生宿主抗移植物反應(yīng)，也不會(huì)產(chǎn)生移植物抗宿主反應(yīng)。轉(zhuǎn)換基因優(yōu)點(diǎn)是可制造出與移植物宿主抗原一至的移植物，其中包括免疫系統(tǒng)等各種細(xì)胞、組織、器官和全部抗原。
去除免疫基因制造移植物的方法是去除或抑制因移植而產(chǎn)生免疫應(yīng)答的基因，將產(chǎn)生的移植物移植入宿主體內(nèi)后細(xì)胞不表達(dá)此類抗原，不會(huì)激活宿主的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生宿主抗移植物反應(yīng)。正常的人類活細(xì)胞表面有眾多的分子，其中有一部分起細(xì)胞間的互相識(shí)別作用，如識(shí)別同種或異種，識(shí)別是否同一個(gè)體，識(shí)別是否是同一組織或器官，是否是同一分化發(fā)育階段。其中個(gè)體間的識(shí)別分子在移植的過程中起抗原的作用，是造成排斥反應(yīng)的主要因素，將移植物宿主基因中決定細(xì)胞表面同種個(gè)體間的抗原識(shí)別分子的片段轉(zhuǎn)換到胚胎中，接替胚胎原有的基因，產(chǎn)生的胚胎移植物和宿主的細(xì)胞表面抗原一至。將這些基因叢胚胎中切除或抑制，胚胎移植物的細(xì)胞表面不產(chǎn)生使同種宿主排斥的分子。例如人的正常胎盤滋養(yǎng)層不表達(dá)此HLA-1類抗原分子，不會(huì)被母體排斥?，F(xiàn)已查明很多有關(guān)腫瘤的基因、其序列和產(chǎn)物，在被抑制的抗原或可使細(xì)胞受到如異種移植物般強(qiáng)烈的細(xì)胞排斥和體液排斥的超急排斥的抗原基因前加入特異的，可被癌基因的產(chǎn)物、病毒或人為控制，如病毒導(dǎo)向酶解藥物前體療法等因素、能被不正常細(xì)胞繁殖基因產(chǎn)物激活的特異啟動(dòng)子，或?qū)⒋嘶蜣D(zhuǎn)入癌基因中，當(dāng)移植物中產(chǎn)生腫瘤等病癥時(shí)受特定的基因產(chǎn)物或特定藥物激活此基因，移植細(xì)胞表達(dá)的抗原被宿主的免疫系統(tǒng)攻擊。可將此抗原基因并入癌基因或細(xì)胞衰老時(shí)被激活的基因中，或在轉(zhuǎn)入的基因前加入此類的特定啟動(dòng)子，并選擇特定的增強(qiáng)子，在癌基因被激活或細(xì)胞衰老時(shí)細(xì)胞表達(dá)此抗原。此方法的效果是在制造移植物時(shí)只要血型一至，可不使用移植物宿主的細(xì)胞核，而用胚胎干細(xì)胞，使難度大為下降，并可用胚胎分割和胚胎細(xì)胞克隆的方法制造大量的移植物，可供很多人共同使用，而在宿主和其病癥無特別要求時(shí)不使用難度大的體細(xì)胞克隆和轉(zhuǎn)換基因。在接受移植者中大多數(shù)是成年人，胚胎移植物在宿主體內(nèi)正常的存活時(shí)間比宿主原有的要長(zhǎng)很多，還可用沒有癌癥家族史的人的精子和卵子的方法，并去除或修改胚胎基因中有可能至癌或極大的縮短移植物移植物在宿主體內(nèi)正常存活時(shí)間的因素，使移植物的正常存活壽命遠(yuǎn)大于宿主的壽命。
移植物的免疫耐受的方法是將宿主的各種正常的健康細(xì)胞移植入胚胎，使胚胎對(duì)宿主的各種自身抗原產(chǎn)生免疫耐受，可將宿主的細(xì)胞再移植回宿主體內(nèi)。胚胎和胚兒期胸腺對(duì)接觸到的抗原有一定的記憶功能，出生后就很快失去此功能。或是胸腺?zèng)]有血液屏蔽。在出生前使胎兒接觸到宿主的各種不同組織表達(dá)的不同抗原，產(chǎn)生對(duì)這些抗原的天然免疫耐受?？蓪⑺拗鞯男叵俚让庖咂鞴偾谐?，移植入用上述方法制備的胸腺等器官，胚胎胸腺可先進(jìn)行培養(yǎng)，用成熟胸腺組織或激素誘導(dǎo)其成熟，或?qū)⑵渲踩胪瑯訉?duì)胚胎進(jìn)行免疫耐受的宿主體內(nèi)，在第一宿主體內(nèi)培養(yǎng)后再向第二宿主移植，可使第二宿主體內(nèi)原有的自身耐受的制病抗原失去耐受?？烧覂蓚€(gè)接受胸腺移植而沒有同一病癥或至病抗原的人，第一次手術(shù)將自身胸腺切除，若對(duì)胚胎胸腺有排斥反應(yīng)，可在第二次手術(shù)時(shí)移植入胚胎胸腺，第三次手術(shù)將兩人的胸腺對(duì)調(diào)。HIV病毒只與細(xì)胞表面的CD4分子結(jié)合而感染宿主的細(xì)胞，將產(chǎn)生CD4分子的基因去除或抑制，將帶HIV病毒但不發(fā)病的其它靈掌類動(dòng)物的CD4抑制分子及防止HIV病毒侵害的基因轉(zhuǎn)入胚胎，再做胸腺和骨髓移植，使人體免受HIV病毒的侵害。
多級(jí)分化移植物的制造方法是用胚胎分割技術(shù)和胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)產(chǎn)生出多個(gè)胚胎。在不同的分化發(fā)育程度上終止妊娠，產(chǎn)生出多個(gè)不同分化發(fā)育程度的胚胎其制造方法分全能性、多能性和專能性三種移物的制造方法。
全能性被移植物質(zhì)的制造方法是當(dāng)胚胎在早期分化階段，胚胎的任何一個(gè)細(xì)胞在移植后都可分化成全身任何一種細(xì)胞時(shí)終止妊娠，與胚胎分割后可發(fā)育成另一個(gè)完整生物個(gè)體的全能性不完全相同。此時(shí)終止妊娠，將胚胎的細(xì)胞分成數(shù)份來保存。全能性的被移植物一般是神經(jīng)胚以前的胚胎物質(zhì)。
多能性移植物的制造方法是胚胎神經(jīng)胚至早期胎兒終止妊娠，將胚胎分割。已有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的按形態(tài)整體分割，未有一定形態(tài)的，按其后可分化的種類的不同分割開來，每種細(xì)胞分成數(shù)份。胚胎的細(xì)胞在移植至體內(nèi)后可分化發(fā)育成在自然胚胎分化發(fā)育中可分化出的細(xì)胞。多能細(xì)胞大部份在胚胎的神經(jīng)胚期到胎兒早期存在。
專能性被移植物的制造方法是在胚胎后期和胎兒初期之后，組織和器官有一定的形態(tài)和生理機(jī)能，細(xì)胞高度分化的專能性階段，終止任娠，將胚胎按不同的組織和器官分割下來保存。
胚胎各分化發(fā)育時(shí)期的細(xì)胞和組織有不同的分化能力、活性和與接受移植者的相容性。以往對(duì)胚胎物質(zhì)的移植都是用胎兒的組織和器官進(jìn)行移植，忽視了早期胚胎和中期胚胎的分化能力、發(fā)育能力和組織相容性等方面的優(yōu)勢(shì)。腦組織和細(xì)胞的移植中體積越大，數(shù)量越多的移植物由于營(yíng)養(yǎng)和供氧的原因，移植后的效果相對(duì)于少量移植來說就越差。而用早期胚胎和中期胚胎的物質(zhì)進(jìn)行移植，由于移植后胚胎細(xì)胞可繼續(xù)分化發(fā)育，所以移植少量細(xì)胞也可獲得良好效果。
全能性移植物的優(yōu)點(diǎn)在于具有全能性分化發(fā)育能力、極強(qiáng)的活性。其不足之處是每個(gè)胚胎可獲得的物質(zhì)少。多能性移植物的優(yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的分化能力，極強(qiáng)的活性，可以獲得較多的移植物質(zhì)。專能性移植物的優(yōu)點(diǎn)在于可獲得大量移植物質(zhì)和有一定的形態(tài)和生理機(jī)能的組織和器官?？蓪⑷N發(fā)育階段的移植物質(zhì)混合使用，在進(jìn)行大量的細(xì)胞移植時(shí)可以專能性細(xì)胞為主加入多能性或全能性細(xì)胞。進(jìn)行組織和器官整體移植時(shí)可用多能性或全能性的細(xì)胞涂在表面和血管神經(jīng)和連接部位上。
移植物的改造方法是通過改變移植物的特定基因使被克隆的胚胎或正常受精的卵子中的先天缺陷得到改正，或使形態(tài)或功能不如意的組織和器官得到所希望的改進(jìn)，細(xì)胞間起識(shí)別做用的基因的改變避免移植產(chǎn)生排斥，改變組織和器官的分化生長(zhǎng)速度、衰老速度，使受損后自我修復(fù)和再生的能力得到加強(qiáng)?？梢栽诳寺∏案淖儽豢寺〖?xì)胞核的基因，在核移植、受精后及早期胚胎期改變基因?？蓪?dǎo)入他人的或動(dòng)、植物的基因，可人工誘導(dǎo)、化學(xué)合成或去掉某段基因。外源基因可以用人工合成或突變的方法，從他人身上的體細(xì)胞中和其它生物的細(xì)胞中獲取，用基因芯片或轉(zhuǎn)基因方法來測(cè)量細(xì)胞中的基因并經(jīng)篩選挑選，在基因組文庫(kù)中選擇，用反轉(zhuǎn)錄酶、DNA多聚酶、核酸酶等以RNA為模板制取所需基因。用核酸限制性內(nèi)切酶和連接酶等DNA重組工具酶、胚胎細(xì)胞轉(zhuǎn)基因克隆、精卵細(xì)胞顯微注射等方法改變胚胎基因。
人體內(nèi)或多或少、或大或小都存在著有缺陷的或易誘發(fā)疾病的基因，有的在自己身上已經(jīng)反應(yīng)出來，有的要在后代中才能反應(yīng)出來。對(duì)有缺陷的基因可以去除，并插入正常的外源基因可以使出生嬰兒更健康，用此胎兒的器官進(jìn)行移植，可以使有先天缺陷的人得以康復(fù)。導(dǎo)入能對(duì)特定病原進(jìn)行免疫的基因，可對(duì)此特定病原有極強(qiáng)免疫力。
組織和器官的分化、生長(zhǎng)和發(fā)育的速度受基因控制，改變特定組織和器官分化發(fā)育的特定基因可使特定組織和器官的分化速度和發(fā)育、衰老速度改變。分化、發(fā)育的速度加快可使特定的組織和器官在終止妊娠前盡可能的發(fā)育成熟，使其適于移植。改變移植后與受體組織產(chǎn)生接觸和相溶的速度，使被移植物盡快在體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育，改善移植效果。減慢發(fā)育速度減緩細(xì)胞的衰老。減緩特定組織或器官的分化發(fā)育速度可將有限的胚胎細(xì)胞、生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配給要快速發(fā)育的組織或器官。
將胎兒或胚胎能發(fā)育成神經(jīng)細(xì)胞的全能、多能、專能的相應(yīng)細(xì)胞或組織移植入腦內(nèi)相應(yīng)的位置，靠改善腦的構(gòu)造，改變腦細(xì)胞記憶、思維等智商的基因，使腦在細(xì)胞的數(shù)量的質(zhì)量上得到提高。用此方法改善腦的構(gòu)造可開發(fā)末被利用的大腦，腦在神經(jīng)和內(nèi)分泌等方面對(duì)人體其它器官有影響，這些器官的移植會(huì)改變其它一些器官的生長(zhǎng)。
將先天的高智商者影響智力的基因?qū)肱咛ィ賹⑴咛ハ鄳?yīng)的腦組織和細(xì)胞移植到人大腦相應(yīng)的位置。智商的高低取決于細(xì)胞的數(shù)量、活躍成度、細(xì)胞分出的神經(jīng)元突觸的數(shù)量、質(zhì)量和細(xì)胞產(chǎn)生的電位、脈沖信號(hào)的質(zhì)量和影響記憶的物質(zhì)如谷酰胺酸等物質(zhì)的合成質(zhì)量、速度和數(shù)量等因素及腦不同區(qū)域的連系和配合。將帶有高智商者決定智商基因的胚胎或胎兒腦組織或細(xì)胞移植到記憶和思維區(qū)，會(huì)增多腦細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞的質(zhì)量。通過移植可以使大腦中因缺血、損傷、衰老等原因損壞或壞死的細(xì)胞群或某一區(qū)域得以再生。對(duì)受損的和衰老的腦組織進(jìn)行腦移植，可使大腦的壽命延長(zhǎng)。將接受高智商者基因改造的胚胎或胎兒的腦細(xì)胞移植到成人大腦內(nèi)可顯著提高人的智商。即使是沒有高智商者智力基因的胎兒腦細(xì)胞在移植后由于成人大腦工作量大，受到外界信息的刺激也會(huì)在數(shù)量和質(zhì)量上顯著提高腦功能。
移植物的使用方法是對(duì)移植物在移植前的處理方法。
整體移植方法是將胚胎和胎兒上有一定形狀的組織或器官整體的或部份的進(jìn)行移植之前，將胎兒具有多能性或全能性的可分化為血管和神經(jīng)的細(xì)胞涂在移植物相應(yīng)的和接受移植者體內(nèi)相連的神經(jīng)和血管上，用移植保護(hù)裝置移植時(shí)可在模擬的神經(jīng)血管管路上涂以多能性或全能性的神經(jīng)細(xì)胞和血管細(xì)胞。將移植保護(hù)裝置按相應(yīng)位置將移植的組織和器官包好或固定好，各神經(jīng)和血管接入移植保護(hù)裝置上模擬的相應(yīng)管路內(nèi)，將各部份移植保護(hù)裝置的連接處縫合，移植時(shí)可在與體內(nèi)相連的各部涂以各種生長(zhǎng)激素等物質(zhì)。敷涂方法和注射方法是在移植前將移植物與接受移植的部位特有的體液生長(zhǎng)激素混合。敷涂方法是將移植物涂抹在接受移植的部位，可用片狀移植保護(hù)裝置覆蓋，防止細(xì)胞流失。注射方法是將處理好的移植細(xì)胞裝入注射器，注射到接受移植的部位、組織和器官內(nèi)，細(xì)胞可以進(jìn)行可生物降解并含激素的微載體或微囊化培養(yǎng)，在移植時(shí)有載體的保護(hù)，提高細(xì)胞的活性的抗機(jī)械剪切力。
增加移植物的生長(zhǎng)激素，促使細(xì)胞貼壁的蛋白質(zhì)、鈣鎂陽離子和接受移植部位的體液可以促使移植物移植后迅速與移植保護(hù)裝置和體內(nèi)相應(yīng)的組織建立連接，并開始正常工作。在移植保護(hù)裝置的模擬神經(jīng)和血管的管路中涂以相應(yīng)的胚胎細(xì)胞可以使已經(jīng)延長(zhǎng)至無法接觸的受體和供體間形成神經(jīng)和血管的聯(lián)接。
移植保護(hù)裝置是移植物在體內(nèi)生長(zhǎng)或在體外培養(yǎng)時(shí)起保護(hù)作用，具有與被移植組織和器官相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)，有彈性，對(duì)小分子有一定的通透，有模擬的血管、神經(jīng)和各連接的構(gòu)造，可從各角度合并包住或支撐被移植物，保護(hù)被移植的組織和器官，材料可生物降解，并在制做保護(hù)裝置的原料中加入氧、排斥反應(yīng)抑制物、各組織或器官所需的生長(zhǎng)激素和維生素等蛋白質(zhì)、胚胎和成體內(nèi)相應(yīng)位置體液中所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和各種離子，在移植保護(hù)裝置在被降解的過程中這些物質(zhì)逐漸釋放出來，促進(jìn)移植物生長(zhǎng)。保護(hù)裝置分為包裝型、攜帶型、混合型和任意型，各處都有較易損壞的部位，在影響移植物生長(zhǎng)時(shí)可被移植物撐破。包裝型和攜帶型的主體結(jié)構(gòu)是叢外部包住或叢內(nèi)部支撐移植物，當(dāng)移植物形狀或結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)保護(hù)裝置可分成幾個(gè)獨(dú)立部份，將移植物從各方包好或支撐之后將各部份連接處縫合。任意型是用保護(hù)裝置的材料根據(jù)移植物的結(jié)構(gòu)制成任意型狀?；鞝钚褪菍⒁陨先N裝置混合使用。形復(fù)雜的移植物可在保護(hù)裝置中加入所需激素等物質(zhì)后用此方法培養(yǎng)?？捎迷撗b置的材料制成片狀、棒狀、管狀、微粒和微囊等與移植物相適應(yīng)的形狀，以適應(yīng)各種移植。移植物各種細(xì)胞所需的各種物質(zhì)不一樣，在保護(hù)裝置不同部位加入此處的相應(yīng)移植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)。在移植時(shí)連接血管又怕血流影響移植物，可在保護(hù)裝置的模擬血管內(nèi)用可降解材料制成類似血栓的物質(zhì)使血流減緩，而人造血栓內(nèi)應(yīng)加入防微量血管細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)，防止細(xì)胞長(zhǎng)成血栓。在血管的聯(lián)接處用較堅(jiān)固的保護(hù)裝置做成同血管內(nèi)徑相同的圓環(huán)，并與有彈性的移植保護(hù)裝置相連，用圓環(huán)撐住血管內(nèi)壁，彈性保護(hù)行署叢血管外壁包住血管，使兩血管相連。根據(jù)移植物在體內(nèi)的發(fā)育特性加快或減慢保護(hù)裝置的降解速度。
移植保護(hù)裝置的好優(yōu)點(diǎn)是在保護(hù)移植物的同時(shí)提供了細(xì)胞所需的物質(zhì)和在移植物生長(zhǎng)中被降解。細(xì)胞有細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)不均勻的現(xiàn)象，如細(xì)胞核內(nèi)各種功能的染色質(zhì)、細(xì)胞核膜和細(xì)胞膜的各種通道、各種蛋白質(zhì)等信息的輸入輸出和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的物質(zhì)分配和轉(zhuǎn)化都有一定的排列順序，卵細(xì)胞動(dòng)、植物兩極上述的分布不均勻現(xiàn)象使卵子在分化中形成多種細(xì)胞，比如各胚層兩面的受體和所釋放的信息物質(zhì)的不同使各胚層細(xì)胞的分化發(fā)育不同。而許從胚胎發(fā)育所需的物質(zhì)成人體中沒有，在保護(hù)裝置中加入這些胚胎移植物所需的物質(zhì)可解決這些問題。用此方法可制成體內(nèi)、體外用藥，通過將此材料粉碎或微粒、微囊化，涂抹在表皮或注射入體內(nèi)，或?qū)⒋箢w粒的口服或用手術(shù)移植入體內(nèi)相應(yīng)位置，在降解過程中將內(nèi)含物釋放出來。此方法可使活性物質(zhì)如激素、各種離子、各種蛋白質(zhì)、轉(zhuǎn)基因用的載體等可加入的物質(zhì)在人體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮作用。
異種動(dòng)物孕育胚胎的方法是通過改變胚胎和受孕母體的基因和模擬雙方著床的環(huán)境促使動(dòng)物胚胎可在異種動(dòng)物的母體內(nèi)或卵內(nèi)發(fā)育。由于觀念和受孕流產(chǎn)對(duì)人體的影響，用人的卵子和人的母體制造大量的供移植用的胚胎和胎兒不太實(shí)際。由于胚胎在移植免疫中有一定的靈活性，人的正常胚胎滋養(yǎng)層不表達(dá)HLA-I類抗原，使胎兒不易被母體排斥。通過改變特定基因或暫時(shí)性的基因表達(dá)，可改變胎兒或母體的抗原、抗體的表達(dá)，更進(jìn)一步避免排斥反應(yīng)的發(fā)生。可以去掉免疫基因或異種母體免疫基因，或使母體產(chǎn)生移植免疫耐受，可用胚胎嵌合技術(shù)使人類胚胎移植到其它哺乳動(dòng)物去掉胚胎主體，只剩下胎盤的胚胎上。
通過改變胚胎的特定基因可以改變胚胎的著床機(jī)理，即由原來的完全侵入性著床改變?yōu)榍度胫不虮砻嬷?。也可通過改變母體特定基因來改變母體受孕形式。通過改變特定基因使細(xì)胞核可以在異種動(dòng)物卵子內(nèi)發(fā)育，并可通過向已受精的去核異種動(dòng)物的卵內(nèi)移植細(xì)胞核來實(shí)現(xiàn)。
通過改變特定基因，使哺乳動(dòng)物的胚胎在鳥類的卵內(nèi)發(fā)育。哺乳動(dòng)物同鳥類有同一祖先--爬型類動(dòng)物，胚胎在分化發(fā)育時(shí)很相似，只是鳥類以卵黃囊循環(huán)為主，哺乳動(dòng)物的胎盤取代了退化的卵黃囊和其循環(huán)系統(tǒng)，卵裂速度和發(fā)育速度也比鳥類慢得多。將鳥類卵黃囊循環(huán)發(fā)育基因取代胎盤發(fā)育基因，提高胚胎發(fā)育速度可使哺乳動(dòng)物在鳥類卵中建立起循環(huán)系統(tǒng)。改變鳥類或其它異種動(dòng)物的特定基因，將產(chǎn)生人類特有的，人類胚胎發(fā)育必須物質(zhì)的基因植入胚胎宿主的卵或胚胎內(nèi)，產(chǎn)生可培育人類胚胎的種群，使其卵內(nèi)或體內(nèi)可產(chǎn)生人類胚胎發(fā)育所需的物質(zhì)，比如用轉(zhuǎn)基因使羊奶中含有人類的蛋白質(zhì)。定向培育出此類可供人類胚胎發(fā)育到一定階段的大型鳥類或哺乳類動(dòng)物種群。
哺乳動(dòng)物的胚胎向鳥類卵移植可分為體內(nèi)移植和體外卵內(nèi)移植。體內(nèi)移植方法是選取未受精或已經(jīng)受精的但卵黃囊循環(huán)沒有完全建立的卵，將卵子取出，再將卵內(nèi)的胚胎取出，植入哺乳動(dòng)物的胚胎，用同樣的卵膜粘接或縫合來彌補(bǔ)因移植造成的卵膜破損，再將卵子移植到鳥類母體內(nèi)。通過雞產(chǎn)的蛋有已經(jīng)受精的和未受精的現(xiàn)象可以證明鳥類對(duì)卵子是否受精的辨別能力很差。人工移植進(jìn)去的卵會(huì)和其它正常卵一樣被包上蛋白、蛋殼等外層卵膜，象正常卵一樣下出來。由于所移植的卵已經(jīng)去掉卵殼，非常軟弱，所以要有工具在移植時(shí)進(jìn)行保護(hù)。說明書附


圖1所示是供卵移植的保護(hù)裝置。圖中“1”是兩個(gè)半圓，象勺一樣，合并起來可以把去掉卵殼的鳥類的卵子合在中間保護(hù)。“2”是緊閉拉線，“3”是放開拉線，?！?”是中軸，是“勺”與下面的“勺把”的分割，象剪刀一樣，“5”是水球，“6”是中央桿。“2”和“3”與“勺把”相連，使兩把“勺”象剪子一樣開合，緊閉拉線“2”拉緊時(shí)，兩“勺”兩半圓勺以“4”為軸，兩個(gè)“勺”的受力就象剪刀閉合時(shí)一樣閉合。“3”是放開拉線，與“勺背”相連，拉緊后“勺背”受力，兩“勺”分開放出卵子。中央桿“6”中空，頂端連接水球“5”，可向水球“5”內(nèi)注水。水球應(yīng)有很高彈性，所注水可為培養(yǎng)液，既使破裂也不會(huì)傷害鳥類。水球“5”經(jīng)注水膨脹，頂出卵子，兩勺閉合?？捎门咛デ逗弦浦布夹g(shù)進(jìn)行體內(nèi)或體外移植?？蓪⒉溉閯?dòng)物移植到鳥類胚胎內(nèi)或是去掉主體的只留下循環(huán)系統(tǒng)的鳥類胚胎內(nèi)，靠鳥類的循環(huán)發(fā)育。
體外移植是在卵下出后至卵黃囊血管建立前的受精卵或未受精卵時(shí)期，將胚胎所處位置的卵殼和纖維膜劃開，伸入半圓孤形夾子夾住卵子、不可碰斷卵系帶。將質(zhì)膜和卵黃膜劃開，取出卵黃內(nèi)的胚胎，植入哺乳動(dòng)物的胚胎，將質(zhì)膜和卵黃膜縫合或用同樣的膜粘接或縫合。卵殼和殼內(nèi)的纖維膜也可以這樣補(bǔ)合。說明書附圖2所示是將哺乳動(dòng)物細(xì)胞核或胚胎、受精卵移植到鳥類卵內(nèi)用夾子夾住鳥類殼內(nèi)的卵子。圖中“1”所示是兩個(gè)半圓弧的勺狀?yuàn)A子，夾子側(cè)展小于60°，讓過卵子兩側(cè)的卵系帶，夾子上有條狀開口，可讓出鳥類胚胎供操做者操做。為了胚胎的發(fā)育卵殼上的開口越小越好，所以兩“勺”與勺柄分開，分別順著卵殼切口處的弧度放入卵內(nèi)，然后勺柄“2”插入“勺”架“3”的插槽“4”內(nèi)，就可以用來夾住卵子。彈簧片用來控制卵子的力度。勺類內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)極小的嘬子。嘬子后連接小真空管路。當(dāng)夾子夾住卵子，通過小真空管路使嘬子產(chǎn)生真空，即使夾子不用力也能固定卵子。移植操作完畢后真空管內(nèi)連通外界，真空度消失。在培養(yǎng)過程中可通過真空管向卵白內(nèi)供養(yǎng)。卵的卵系帶只在卵的兩端，可從中間伸入夾子。
在需要長(zhǎng)期生長(zhǎng)的胎兒的胚胎放在卵內(nèi)后，可以用卵供養(yǎng)裝置在卵殼切開處供給氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水份。胚胎在生長(zhǎng)中消耗的水份和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源于卵白和卵黃，而氧氣靠蛋殼從空氣中交換。胎兒生長(zhǎng)時(shí)間相對(duì)于雞胚來說要長(zhǎng)得多，水份容易從蛋殼蒸發(fā)。取一塊弧度與被切開處相似的蛋殼連同纖維膜一同切開個(gè)洞，將卵供養(yǎng)裝置的供養(yǎng)口安切口處，將兩個(gè)蛋殼粘接。供氧裝置與卵白接處的部份可以設(shè)置一個(gè)吸入口，一個(gè)排出放在切開的洞上，并使四周保護(hù)密封。將蛋殼連同卵供氧裝置放在接受胚胎移植的卵的口，吸口將蛋清從卵中吸出，排口將加入水份，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧的蛋清排回卵內(nèi)。可在卵殼切開處的對(duì)面卵殼同樣切開一處，兩切開處一個(gè)安放吸入口，一個(gè)安放排出口。此方法也有助于對(duì)胚胎發(fā)育的檢測(cè)和觀察。在卵供氧裝置上放置一個(gè)觀察鏡和燈可很容易觀察胚胎發(fā)育?？蓪⒙逊湃肱囵B(yǎng)基中或去掉蛋殼放入培養(yǎng)基中，可吸取培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)。而在去掉蛋殼時(shí)可以用微小砂輪切割，砂輪邊緣露出護(hù)板的距離不大于蛋殼的厚度，防止傷及蛋殼下的卵。也可用酶消化法促使細(xì)胞膜同卵殼分離。在胚胎已經(jīng)將卵白吸入卵黃腔后可將纖維膜切開，使培養(yǎng)基中的物質(zhì)更容易同胚胎進(jìn)行交換。各種動(dòng)物細(xì)胞的基本組成物質(zhì)大至相同，但對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求卻各不相同。在胚胎移植時(shí)用暫時(shí)性基因表達(dá)的方法使胚胎在短期內(nèi)適應(yīng)環(huán)境，可向母體內(nèi)注射母體受孕時(shí)所產(chǎn)生的孕激素，使母體做好受孕的準(zhǔn)備，向母體內(nèi)的胚胎注射胚胎同種母體分泌的子宮乳和受孕母體同種的準(zhǔn)備著床的胚胎的分泌物，使胚胎和受孕母體在比較理想的條件下受孕。而向鳥類卵內(nèi)移植哺乳動(dòng)物胚胎時(shí)，同胚胎一起可向卵黃和卵白內(nèi)注射胚胎同種母體分泌的子宮乳及鳥類缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及免疫抗原和免疫球蛋白。對(duì)母體的飲食調(diào)控可以在一定程度上解決母體和胚胎在營(yíng)養(yǎng)需求上的差異，可通過向母體內(nèi)和向卵內(nèi)注射來補(bǔ)充胚胎的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。將可用于運(yùn)載基因來做基因療法的可被特定殺滅或停止繁殖的寄生生物植入胚胎的宿主在胚胎時(shí)的體內(nèi)，使宿主對(duì)此寄生生物產(chǎn)生免疫耐受，在此宿主日后孕育胚胎或產(chǎn)卵時(shí)，用此寄生生物將可產(chǎn)生胚胎所需的物質(zhì)和發(fā)生相應(yīng)生理變化的基因轉(zhuǎn)入宿主體內(nèi)相應(yīng)的位置，使宿主產(chǎn)生類似人體的相應(yīng)變化。用此方法也可使牛和羊等動(dòng)物的奶中產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)等物質(zhì)。
異種動(dòng)物孕育胚胎的優(yōu)點(diǎn)在于可使稀有動(dòng)物的胚胎找到更多的母體，及人類可以擺脫懷孕流產(chǎn)的不便及傷害。將人類胚胎在異種動(dòng)物母體或卵內(nèi)孕育，使人類各分化發(fā)育期的胚胎更易獲得。改變被克隆細(xì)胞核的特定基因，受精卵的特定基因和早期胚胎的特定基因可使人類的體細(xì)胞核、受精卵的細(xì)胞核和胚胎的細(xì)胞核移植入異種動(dòng)物和鳥類的去核卵子內(nèi)和去核的早期卵裂細(xì)胞內(nèi)，使胚胎繼續(xù)發(fā)育成人胚?？墒谷祟悳p少依靠人類的卵子來制造移植用的胚胎器官。
權(quán)利要求
1.一種通過改變受精卵的基因和用胚胎細(xì)胞核移植的方法制造可用于移植的胚胎細(xì)胞、組織和器官的方法和裝置，由移植物制造前的準(zhǔn)備方法、移植物的制造方法、移植物的改造方法、移植物的使用方法、異種動(dòng)物孕育胚胎的方法和移植物培育裝置組成，其特征在于移植物的制造方法是由復(fù)制方法、轉(zhuǎn)換免疫基因方法、去除免疫基因方法、移植物的免疫耐受方法和多級(jí)分化移植物的制造方法；移植物的改造方法是改變移植物的特定基因，達(dá)到需要的形態(tài)和功能；用腦移植提高腦功能的方法是將胚胎的神經(jīng)中樞細(xì)胞移植到宿主體內(nèi)，使宿主大腦的功能得到提高；移植物的使用方法是移植前的預(yù)處理和使用方法；胚胎移植保護(hù)裝置保護(hù)被移植物，并可保持移植物應(yīng)有的形態(tài)，提供激素等物質(zhì)；異種動(dòng)物孕育胚胎的方法是改變胚胎和受孕母體的基因和模擬雙方著床的條件，使一種動(dòng)物可借另一種動(dòng)物的卵子和母體發(fā)育。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是移植物制造前的準(zhǔn)備方法是挑選能配成不同性別和血型的健康的并且沒有癌癥其它遺傳疾病家族史的人的精子和卵子，并對(duì)精子、卵子和準(zhǔn)備復(fù)制的細(xì)胞的基因檢測(cè)，清除、抑制或修改其中不利于胚胎在宿主母體內(nèi)存活和移植物在宿主體內(nèi)正常存活、發(fā)揮功能或影響宿主健康的基因。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述，其特征在于移植物的制造方法中的復(fù)制方法是將被復(fù)制的細(xì)胞核植入已受精的去核卵內(nèi)并使其發(fā)育；轉(zhuǎn)換基因制造移植物的方法是將接受移植者的免疫應(yīng)答基因植入卵細(xì)胞內(nèi)，使胚胎的免疫應(yīng)答基因與接受移植者的免疫應(yīng)答基因一至，移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)；去除免疫基因制造移植物的方法是將胚胎產(chǎn)生免疫應(yīng)答的基因去除，使產(chǎn)生的胚胎不產(chǎn)生抗源，和不對(duì)宿主產(chǎn)生排斥；移植物的免疫耐受方法是將接受移植的宿主的細(xì)胞植入胚胎中，使胚胎細(xì)胞對(duì)宿主產(chǎn)生免疫耐受，將胚胎中的宿主細(xì)胞移回宿主體內(nèi)，使宿主產(chǎn)生對(duì)移植物的免疫耐受；在向胚胎移植前先用抗生素等藥物殺滅宿主體內(nèi)的微生物。多級(jí)分化移植物的制造方法是將胚胎進(jìn)行胚胎分割或胚胎細(xì)胞核移植入卵細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生多個(gè)不同分化階段的胚胎，將所制造出的胚胎按不同分化階段的特性分割后可直接移植可冷凍保存，也可以繼續(xù)培養(yǎng)，根據(jù)分化階段不同，可分為全能性移植物、多能性移植物和專能性移植物；
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述，其特征在于移植物的改造方法是用將目的基因?qū)肱咛ブ?、去除或抑制特定基因的方法，使胚胎在生長(zhǎng)發(fā)育中形成特定的形態(tài)和功能；控制特定細(xì)胞、組織或器官分化發(fā)育的速度、規(guī)律和形成特定的形態(tài)和功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于移植物的使用方法是在移植前用丐、糖和氧等含量較高的培養(yǎng)液培養(yǎng)后用接受移植的部位特有的體液涂在被移植物上，在移植時(shí)涂以生長(zhǎng)激素，并調(diào)整各種高子的含量，可分為整體移植方法、敷涂方法和注射方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述其特征是移植保護(hù)裝置由可供細(xì)胞依附生長(zhǎng)，允許對(duì)小分子物質(zhì)有通透性，有一定彈性并可在體內(nèi)降解的材料制成，在材料中可加入氧、生長(zhǎng)激素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在移植保護(hù)裝置被降解過程中釋放出來；該裝置的形狀和構(gòu)造模擬移植物生長(zhǎng)成熟后的形狀和結(jié)構(gòu)，有模擬的血管、神經(jīng)和各連接的構(gòu)造；可分解為若干部份，從各角度合并包住或支撐被移植物，合并后形成一個(gè)整體，各部份之間的聯(lián)接可粘接或縫合；可用該裝置的材料制成片狀、棒狀、管狀等任意形狀，以適應(yīng)對(duì)局部移植神經(jīng)、血管和骨骼的移植。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于異種動(dòng)物孕育胚的方法是通過改變胚胎和受孕母體的基因使雙方互相接受并模擬雙方著床的機(jī)理可促進(jìn)著床的發(fā)生和成功；基因改變是通過導(dǎo)入對(duì)方的部份免疫識(shí)別基因、胎盤、卵黃囊循環(huán)發(fā)育基因等，改變受孕母體和胚胎產(chǎn)生的排斥和著床機(jī)理及胎盤的發(fā)育，改變受孕時(shí)間和分泌的激素及營(yíng)養(yǎng)成份，改變胚胎的發(fā)育速度；著床機(jī)理模擬是將母體和其同種的合子在著床發(fā)生前后的分泌、物質(zhì)注射到母體體內(nèi)，刺激母體做好準(zhǔn)備，并將胚胎同種的母體和合子在著床前后的分泌物注射到著床部位，刺激胚胎著床；哺乳動(dòng)物借鳥類卵來發(fā)育胚胎可通過增強(qiáng)胚胎卵黃囊血循環(huán)系統(tǒng)的功能，加快血循環(huán)的發(fā)育及向卵內(nèi)增加相應(yīng)激素，生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是人工模擬生長(zhǎng)環(huán)境裝置是由包括各種離子、等離子環(huán)境、微電場(chǎng)、電位的測(cè)量和其測(cè)量所得環(huán)境的制造裝置，由可將培養(yǎng)液按脈搏的頻率和力度泵入和抽出培養(yǎng)液的泵和連接血管組成；在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)激素、微量元素和相應(yīng)的神經(jīng)刺激，使培養(yǎng)物快速的健康發(fā)育。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種用基因轉(zhuǎn)換和克隆的方法制造移植所需的胚胎的細(xì)胞、組織和器官的方法。其方法的具體實(shí)施是用對(duì)使用的精子、卵子和克隆的細(xì)胞進(jìn)行挑選,轉(zhuǎn)換、切除或抑制基因和克隆的方法制造出移植后不產(chǎn)生排斥和功能,形態(tài)更完善的組織和器官。移植保護(hù)裝置可降解,并加入胚胎在宿主體內(nèi)發(fā)育所需物質(zhì),模擬移植物的形狀和構(gòu)造,在培養(yǎng)和移植后保護(hù)移植物。轉(zhuǎn)換基因和胎盤蔽障作用可使人類胚胎在異種動(dòng)物母體和卵內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。
文檔編號(hào)A61D19/00GK1244377SQ9910320
公開日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1999年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月26日
發(fā)明者任春嚴(yán) 申請(qǐng)人:任春嚴(yán)