体细胞核移植

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体细胞核移植（Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT）是指将供体体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使其在细胞质因子的诱导下发生表观遗传重编程，重新获得全能性并自发发育为囊胚的技术。SCNT 是克隆生物学与治疗性克隆的核心，为再生医学中定制患者特异性胚胎干细胞（NT-ESCs）提供了重要路径。

SCNT · 重编程技术
Somatic Cell Nuclear Transfer (点击展开)
微操作下的核移植技术示意
关键步骤 去核、注核、电融合、激活
生物里程碑 克隆羊多莉 (Dolly)
主要挑战 重编程效率低下 / 表观遗传缺陷

SCNT 的核心技术路径


[Image of somatic cell nuclear transfer process]

体细胞核移植是一项精密显微操作技术，其成功依赖于对受体卵母细胞状态的精准掌控：

  • 受体卵母细胞去核： 通常在减数分裂第二次中期（MII期）去除纺锤体-染色体复合物，为外源核腾出物理空间。
  • 供体核注入与融合： 利用电融合或灭活病毒将体细胞核送入卵子周隙。
  • 人工激活： 通过离子霉素或电脉冲模拟受精时的钙离子波动，重启动细胞周期。
  • 表观遗传重置： 细胞质因子开始清除体细胞的DNA甲基化及组蛋白修饰，将其强制推回全能性状态。


临床应用与学术价值

1. 治疗性克隆 (Therapeutic Cloning)

通过 SCNT 技术获取与患者基因组完全一致的胚胎干细胞。相比于 iPSCs，SCNT 衍生的干细胞在表观遗传图谱上更接近天然胚胎，具有更低的免疫排斥风险和更高的分化潜能。

2. 疾病模型与机理研究

  • 精准建模： 利用患者皮肤细胞进行 SCNT，可建立高度仿真的人类疾病体外模型。
  • 线粒体替代： SCNT 是解决线粒体遗传病的重要技术储备。
技术对比项 体细胞核移植 (SCNT) 诱导多能性 (iPSC)
重编程介导 卵子细胞质因子 外源转录因子 (Oct4等)
细胞来源 体细胞核 + 卵子 纯体细胞
伦理争议 较高 (涉及卵子来源) 低

当前瓶颈与安全性考量

尽管 SCNT 展示了惊人的重编程能力，但其临床转化仍面临巨大挑战：

  • 线粒体异质性： 供体核携带极少量体细胞线粒体，与受体卵子线粒体可能发生竞争或不兼容。
  • 印迹基因表达： SCNT 胚胎常出现印迹基因（Imprinted Genes）的异常表达，导致发育异常。

[1] Wilmut I, et al. "Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells." Nature. 1997. (点评：克隆羊“多莉”诞生的开山之作，彻底打破了体细胞不可逆分化的学术信条。)

[2] Gurdon JB. "The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles." J Embryol Exp Morphol. 1962. (点评：诺贝尔奖获奖研究，证明了发育中的细胞核遗传信息具有全能性，是 SCNT 的理论基石。)

[3] Tachibana M, et al. "Human embryonic stem cells derived by somatic cell nuclear transfer." Cell. 2013. (点评：首次成功从人类体细胞核移植胚胎中获取胚胎干细胞，实现了治疗性克隆的关键性突破。)

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