早期胚胎的性别鉴定

1.6　早期胚胎的性别鉴定

哺乳动物的自然性别比例大致为1∶1。一个个体的性别是所含的一对性染色体决定的，即XX为雌性，XY为雄性。决定个体性别的时间是在卵子和精子相结合时，完全偶然地由被结合的精子来决定的。由于卵子都只含有一个X-染色体，而精子有的含有X-染色体，有的则含有Y-染色体。带X-染色体的精子和卵子结合，产生含有XX的雌性个体，带Y-染色体的精子与卵子结合，则产生含有XY的雄性个体。

长期以来，人们一直在探索控制动物性别的途径。首先根据X-精子和Y-精子在电荷、比重、生物化学特性、活动力以及表面抗原等方面的差别，采用电泳法、沉降法和密度梯度离心法等技术，企图分离开这两种不同的精子（Bhatta-charya，1958；Schillng，1970）。据所知，用不同部分的精子以改变性别比的试验都没有获得理想的结果。近来有人通过荧光染料标记Y-染色体的方法，已能将这两类精子加以区别，但要把它们完全分开并用来控制性别，尚有许多困难。

近来的研究发现有可能鉴别尚未在子宫着床的早期胚胎的性别。鉴定的方法有3种。

1.6.1　性染色质鉴定法

1949年Barr发现雌性哺乳动物的体细胞，在细胞分裂的间期，其细胞核中有性染色质小体，称为Barr氏小体。巴氏小体是雌性动物所特有的，它代表雌性动物中两个X-染色体中的一个，而这个X-染色体因失活而固缩，形成了染色质小体。因此，可以根据细胞中有无巴氏小体来鉴定胚胎的性别。英国的爱德华（Edwards）和加德纳（Gardner）于1968年用显微外科手术从6日龄家兔胚胎上取出一些细胞（这种手术不影响胚胎的正常发育），经一定处理后，检查细胞核内有无巴氏小体以鉴定兔胚的性别，然后将经过性别鉴定后的兔胚移植，获得成功。但是，由于其他动物胚胎的细胞核内含有颗粒性结构，不易鉴别巴氏小体，而且巴氏小体出现的频率很低，所以此法不适于用来作其他动物胚胎的性别鉴定。

1.6.2　性染色体分析法

在动物妊娠的初期，抽取少量羊水，检查由胚胎脱落至羊水中细胞的性染色体以鉴定胚胎的性别。这种方法在牛上已获得成功。但是，抽取羊水不仅有引起流产的危险，而且母畜已经妊娠，胚胎性别早已确定，所以只能用于性别的预测而不能用于性别的选择，实用价值不大。

用显微外科手术切取尚未着床的早期胚胎的一小部分细胞，放在含有秋水仙素的培养液中培养，使细胞分裂停留在中期（这时染色体成对排列在赤道板的两侧，形成中期板），然后经过低渗处理、固定和染色，分析染色体组型以确定性染色体是XX或XY,就可确定胚胎的性别。1975年加拿大Hare等用染色体分析法鉴定的牛胚经移植后，于1975年12月25日（圣诞节）诞生了第一头小牛，取名为“高级圣诞颂歌”。1978年Moustafa等在联邦德国用同样的方法鉴定牛胚性别获得成功。用染色体分析法鉴定早期胚胎的性别比较准确，但由于取出的胚胎细胞的分裂指数很低，因此鉴定成功率有限。

1.6.3　免疫法

1955年Eichwald和Silmser在高度纯化的小鼠之间进行皮肤移植试验时发现，在同一性别个体之间的皮肤移植，或将雌性个体的皮肤移植到雄性个体，均不发生排斥反应，表现为组织相容；但是当将雄性的皮肤移植到雌性个体时，发生排斥反应，表现为组织不相容。他们推测在雄性细胞的表面有一种为雌性所没有的特殊物质，从而引起雌性产生免疫排斥反应。他们称这种物质为组织相容性-Y抗原，简称H-Y抗原。进一步研究表明，小鼠、豚鼠、兔、猪、牛等哺乳动物和人，正常的雄性都有H-Y抗原（H-Y阳性），雌性没有H-Y抗原（H-Y阴性）。现在有充分的证据证明，H-Y抗原是由位于Y染色体上的H-Y抗原基因产生的，它决定原始生殖腺向睾丸发育。没有Y染色体的个体就不产生H-Y抗原，原始生殖腺就发育成卵巢。试验证明，H-Y抗原早在哺乳动物雄性胚胎发育的8-细胞期就开始产生，随后在所有的组织中出现。将含有H-Y抗原的雄性细胞（一般用脾细胞）注射到不含H-Y抗原的雄性个体，使其产生免疫反应，制备H-Y抗血清（最好制成单克隆抗体），然后将待鉴定胚胎与抗血清接触。凡是发生抗原-抗体反应的胚胎为雄性，不出现反应的为雌性。1976年Krco和Goldberg，1976年Epstein先后报道用H-Y抗血清鉴定小鼠胚胎性别成功。1983年初美国报道，1982年用H-Y法鉴定牛胚性别后移植成功，12月生下2头雌性牛犊，取名为“Alpan”和“Beta”，另一些鉴定为雌性的牛胚胎移植后于1983年初出生。1984年底日本也报道了用H-Y法鉴定小鼠、牛胚胎性别成功的消息。

联邦德国的Rottmann将小鼠胚胎直接与H-Y抗原激活的雌鼠脾细胞接触，然后将这些胚胎移植到受体小鼠，出生后检查仔鼠的性比变化。结果表明，1984年出生的43窝仔鼠的性比，雌性明显地多于雄性。

家畜早期胚胎的性别鉴定具有很大的经济意义。它使我们有可能在母畜妊娠之前预先选择未来仔畜的性别，从而达到定向生产的目的。例如奶牛业、奶山羊业的母畜就只让雌性仔畜出生；对奶牛而言，性别预测能确保高产奶牛生产母犊；肉牛业、养鹿业的母畜多生雄性仔畜。目前美国的一些胚胎移植公司已经先将优良品种的牛胚进行性别鉴定后冷冻保存，随时根据需要出售移植。在我国，胚胎冷冻移植成功的动物有兔（1979年，中科院遗传所）、奶牛（1981年，中科院遗传所、上海奶研所）、绵羊（1982年，中科院畜牧所）、山羊（1982年，西北农大）。