Question

【題目】胚胎干細胞的分離、培養(yǎng)體系的研究是當(dāng)前生命科學(xué)的熱門課題之一。下圖表示分離小鼠胚胎干細胞的簡要過程，請回答下列問題。

（1）從妊娠35天的雌鼠輸卵管中沖出胚胎的實驗操作，叫做_________。此時期，之所以能沖出胚胎，是因為早期胚胎是_________。

（2）上圖所示的胚胎是_________，分離的胚胎干細胞來源于結(jié)構(gòu)_________（填“①”或“②”）。分離胚胎干細胞群后應(yīng)用_________處理，以分散細胞。

（3）圖中加入的細胞A是_________，加入的藥劑B是_________。

（4）胚胎干細胞應(yīng)用廣泛，因為其具有_________，即能分化成成體動物的各種組織細胞。

Answer 1

【答案】沖卵 游離的 囊胚 ② 胰蛋白酶（膠原蛋白酶） 飼養(yǎng)層細胞 牛磺酸（丁酰環(huán)腺苷酸） 發(fā)育的全能性

【解析】

1、干細胞分為全能干細胞（如胚胎干細胞）、多能干細胞（如造血干細胞）和專能干細胞。其中全能干細胞的全能性最高，可被誘導(dǎo)分化為多種細胞和組織；其次是多能干細胞，如造血干細胞可以分化形成各種細胞；最后是專能干細胞。細胞具有全能性，原因是細胞中含有該生物全套的遺傳物質(zhì)。

2、胚胎干細胞的主要用途是：（1）可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；（2）是在體外條件下研究細胞分化的理想材料。ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等化學(xué)物質(zhì)時，就可以誘導(dǎo)ES細胞向分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡機理提供了有效的手段；（3）可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、糖尿病、老年癡呆癥、肝衰竭、新衰竭、成骨不良；④培育各種組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。

3、胚胎發(fā)育過程：

（1）卵裂期：細胞進行有絲分裂，數(shù)量增加，胚胎總體積不增加；（2）桑椹胚：32個細胞左右的胚胎；（3）囊胚：細胞開始分化，其中個體較大的細胞叫內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔；（4）原腸胚：內(nèi)細胞團表層形成外胚層，下方細胞形成內(nèi)胚層，由內(nèi)胚層包圍的囊腔叫原腸腔。

（1）沖卵是指將供體雌性輸卵管或者子宮內(nèi)的胚胎沖出來；沖卵的生理基礎(chǔ)是早期胚胎形成后，處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。

（2）圖中所示胚胎為囊胚，此時細胞開始分化形成①滋養(yǎng)層細胞和②內(nèi)細胞團細胞。其中個體較大的細胞叫內(nèi)細胞團，將來發(fā)育成胎兒的各種組織；而滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤；胚胎內(nèi)部逐漸出現(xiàn)囊胚腔。內(nèi)細胞團（②）和原始性腺中含有胚胎干細胞。動物細胞培養(yǎng)過程中，常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶消化組織細胞間的蛋白質(zhì)，使動物細胞分散開來，以得到單個細胞進行培養(yǎng)。

（3）胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，可被誘導(dǎo)分化為多種細胞和組織。一般在培養(yǎng)胚胎干細胞時可以采用胚胎成纖維細胞作為飼養(yǎng)層細胞來實現(xiàn)ES細胞分化。在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等化學(xué)物質(zhì)時，就可以誘導(dǎo)ES細胞向分化。所以圖中加入的細胞A是飼養(yǎng)層細胞，藥劑B是牛黃酸或丁酰環(huán)腺苷酸等。

（4）胚胎干細胞的特點：在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物的各種組織。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。