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1、 第六章细胞工程制药简介 细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 通过某种工程学手段 在细胞整体水平或细胞器水平 按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术 植物细胞工程 植物细胞工程的理论基础是 植物细胞的全能性 概念 细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 原因 是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因 细胞的全能性 当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时 在一定的营养物质 激素和其他外界条件的作用下 就可能表现出全能性 发育成完整的植株 在生物的个体发育中
2、 由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官 因此 要实现细胞的全能性 首先必须使生物体的细胞处于离体状态 植物组织培养 离体的植物器官 组织或细胞 脱分化 又叫去分化 愈伤组织 排列疏松而无规则 高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞 再分化 根或芽等器官 植物体 植物组织培养技术的应用 快速繁殖 培育无病毒植物 生产药物 食品添加剂 香料 色素和杀虫剂等 制作人工种子 转基因植物的培育 用植物组织培养的方法 诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构 包裹上人造种皮 制成人工种子 可以解决有些作物品种繁殖能力差 结子困难或发芽率低等问题 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交是用两个来
3、自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞 并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法 因为不同种生物之间存在着生殖隔离 所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的 杂合的原生质体 杂种细胞 愈伤组织 杂种植株 植物体细胞杂交 原生质体制备 酶解法去细胞壁 原生质体融合 人工诱导 杂种细胞的筛选和培养 形成愈伤组织 杂种植株的再生与鉴定 物理法 离心 振动 电刺激等化学法 聚乙二醇等试剂 纤维素酶 果胶酶等 动物细胞工程 其中 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 动物细胞培养 培养液的成分 葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素和动物血清等原代培养 单个细胞传至十代左右传代培养 经原代培养的细胞传4
4、0到50代 细胞株 10到40 50代的细胞 遗传物质没发生改变 细胞系 超过50代的细胞 遗传物质发生改变 可无限增殖 动物细胞培养的应用 许多有重要价值的蛋白质生物制品 如病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体等 都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产 用取自烧伤病人皮肤的健康细胞进行培养 可以获得大量自身的皮肤细胞 为大面积烧伤的病人移植 培养的动物细胞用于检测有毒物质 许多致畸 致癌物质加入培养液后 培养细胞会发生染色体结构和数目的变异 根据变异细胞占全部培养细胞的百分数 可以判断某种物质的毒性 医学家培养各种正常的或病变的细胞 用于生理 病理 药理等方面的研究 为治疗和预防疾病提供理论依据 动
5、物细胞融合 物理法化学法生物法 方法 单克隆抗体的制备 抗原注入小鼠体内 骨髓瘤细胞 单克隆抗体 能产生抗体 能无限增殖 既能产生抗体又能无限增殖 单克隆抗体的制备 单克隆抗体的制备 单克隆抗体的应用 单克隆抗体在疾病的诊断 治疗和预防方面 与常规抗体相比 特异性强 灵敏度高 优越性非常明显 人们正在研究用单克隆抗体治疗癌症 就是在单抗上连接抗癌药物 制成 生物导弹 将药物定向带到癌细胞所在部位 既消灭了癌细胞 又不会伤害健康细胞 植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 哺乳动物的胚胎移植 哺乳动物如牛 羊等 妊娠时间长 每胎产子数少 繁殖速度比较慢 利用哺乳动物的胚胎移植技术 可以快速繁殖优良动物品种 为畜牧业的发展带来了光明的前景 同时 这一技术也可以用于解决人类不育症问题 胚胎移植的过程 以优良种牛的繁殖为例 科学家们首先用激素促进良种母牛多排卵 然后把卵细胞从母牛体内取出 在试管内与人工采集的精子进行体外受精 培育成胚胎 再把胚胎送入经过激素处理 可以接受胚胎植入的母牛子宫内 孕育成小牛产出 用这种方法得到的小牛叫做试管牛 利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头 核移植 应用于动物的克隆 人类疾病的治疗 保护濒危动物
