动物细胞工程教学PPT

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1、动物细胞工程动物细胞培养动物细胞融合 单克隆抗体制备动物体细胞核移植技术和克隆动物思考与回忆： 1、动物细胞全能性特点？ 随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜 能变窄。细胞核仍具有全能性。 2、能否用植物组织培养的方法使动物细胞发 育成动物个体？ 不能。动物细胞和组织在体外培养的过程中，伴随 一定的组织分化，不管采用什么手段和培养条件，由 于细胞的运动、变化，细胞发生结构功能变异，结果 长时间的培养只能使单一类型的细胞保存下来，最终 成了简单的细胞培养。 3、动物的细胞培养的理论依据（原理）？ 细胞增殖动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术核移植动物 细胞 工程 常用 技术其它动物细胞

2、工程的基础本节内容：一、动物细胞培养的应用和概念：1、概念：动物细 胞培养就是从动物 有机体中取出相关 的组织,将它分散 成单个细胞,然后, 放在适宜的培养基 中,让这些细胞生 长和增殖. 2、原理：细胞增殖定义：人们通常将 动物组织消化后的 初次培养称为原代 培养。胰蛋白酶处理取出组织胚胎或幼龄动物器官组织剪碎单个细胞细胞悬液转入培养瓶内培养 （ 贴壁生长长成单层细胞。 有接触抑制现象）。原代培养3：过程图示原代培养强调一：细胞贴壁过程细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴 附在瓶壁上，称为细胞贴壁。培养瓶或培养皿壁要求：表面光滑、无毒、易于 帖附。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时 ,

3、细胞就会停止分裂 增殖，这种现象称为 细胞的接触抑制。强调二：接触抑制细胞株：传代细胞一般能传到细胞株：传代细胞一般能传到40-5040-50代代 ，遗传物质一般不会发生改变遗传物质一般不会发生改变，叫细胞株，叫细胞株 。强调：细胞系、细胞株（了解即可，老课本体系）细胞系：传代细胞系：传代5050代以后不能再传下去代以后不能再传下去 ，部分细胞，部分细胞遗传物质发生了改变遗传物质发生了改变，能连续，能连续 传代，获得不死性，叫细胞系。传代，获得不死性，叫细胞系。细胞 悬浮 液10代 细胞50代 细胞无限传 代原代培养传代培养细胞株细胞系如何界定原代培养和传代培养；细胞株和 细胞系？多数组织细胞

4、固定在表面 生长和分裂。随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖遗传物质改变几个有关概念： 原代培养：从机体取出后立即培养的细胞 为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代 以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出， 配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以 上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长 停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到 4050代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长 停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变 ，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传 代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别： 细胞

5、系的遗传物质 改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容 易传代培养。3、总结：动物细胞 培养过程动物胚胎或幼龄动物的 组织、器官配置细胞悬液剪碎用胰蛋白酶处理10代细胞转入培养瓶40-50代细胞传 代 培 养无限传代单个细胞 加培养液稀释传代10代以内，遗传物质不改变 ，保持正常二倍体核型。传代10-50代左右，增长缓慢以至 于完全停止，部分细胞核型可能发 生变化（遗传物质可能改变）为什么用胰蛋白酶处理？分瓶传代培养原代培养特点：细胞贴壁、 接触抑制继续传代培养少部分细胞获得不 死性，细胞突变，遗传物质已经 改变，等同于癌细胞。细胞株：一般说 遗传物质未改变细胞系 ：遗传 物质已 改变原 代

6、培 养4.动物细胞培养的条件:1）无菌无毒 的环境： 适宜的温度：人和哺乳动物细胞最适温度为 36.50.5。 适宜的酸碱度：PH：7.2-7.4液体合成培养基：（糖、氨基酸）、促生 长因子、（水、无机盐、微量元素）等 ；通常还需加入血浆、血清等天然成分 。4）气体环境：2）营养：3）温度和pH ：“95空气+5CO2”的混合气体培养箱 。氧气是细胞代谢必须的； CO2维持 培养液的PH。对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液 中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更 换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞 造成危害。问题3：为什么用胰蛋白酶处理？问题1：、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组

7、织做动物细 胞培养材料？ 因为其细胞生命力旺盛，分裂能力强，分化程度低。 问题2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 扩大细胞与培养液的接触面积，利与细胞吸收营养。动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰 蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和 细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。 问题4：为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？ 动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4，胰蛋白酶作用的适 宜PH为7.2-8.4，胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH为 7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。 问题5：用胰蛋白酶处理不会把所培养的细胞消化掉吗？控制好时间！长时间处理当然会

8、损伤细胞。问题6、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物 组培培养基有何独特之处？问题7、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终 培养成新个体？主要成分：（葡萄糖、氨基酸）、（水、无机盐）、维 生素和动物血清等。独特之处有：1、液体培养基 2 、成分中有动物血清等不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发 育成新的动物个体问题8、动物细胞培养的原理： 细胞增殖。问题9、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代以 内，为什么？10代以内的细胞遗传物质不改变，保持正常二倍体核型。5.动物细胞培养技术的应用:1.蛋白质生物制品的生产如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2.应用于基因工程主要用于作为

9、受体细胞3.检测有毒物质，判断某种物质的毒性 4.细胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物 植物组织培养和动物细胞培养的比较：比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖 培养基性质固体培养基液体培养基 培养基特有成分蔗糖 植物激素葡萄糖 促- - 动物血清培养结果植物体细胞株、细胞系 培养目的快速繁殖、培育 无病毒植株获得细胞或细胞 分泌蛋白 取材植物幼嫩部分或 花药胚胎或幼龄动物 的器官或组织 其他条件无菌无毒，适宜 条件无菌无毒，适宜 条件获得杂种植株用途物理、化学方 法（同左） 生物：灭活的病毒物理（离心、 振荡、电刺激 ）化学（PEG）诱导方法使细胞分散后 诱导细胞

10、融合去除细胞壁后诱 导原生质体融合细胞融合 的方法细胞膜的 流动性细胞膜的流动性 植物细胞全能性原理动物细胞融合植物体细胞杂交比较项目植物体细胞杂交、动物细胞融合的比较主要用于制备 单克隆抗体二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1、定义： 动物核移植是将动物的一个细胞 的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母 细胞中.使其重组并发育成一个新的胚胎,这 个新的胚胎最终发育为动物个体.3、分类： 胚胎核移植、体细胞核移植。胚胎细胞分化程 度低，恢复其全 能性相对容易。动物体细胞分化 程度高，恢复其 全能性十分困难2、原理： 动物细胞核具有全能性4、体细胞核移植过程-示动物克隆-无性繁殖1.）克隆羊多

11、利培育过程：黑面绵羊去 核卵母细胞白面绵羊乳 腺细胞核细胞核移植重组细胞 电脉冲刺激早期重组胚胎 胚胎移植另一头绵羊的子宫妊娠、出生克隆羊多利特别注意：克隆动物性状 与供体动物完全一样吗？不可能！因为：一、供体动物只提供细胞核 ，而细胞质中的遗传物质（ 如线粒体DNA）来自于受体 卵母细胞.二、生物的性状不仅与遗传 物质有关，还受环境的影响 。供体受体代孕 受体黑面绵羊去 核卵母细胞白面绵羊乳 腺细胞核a 重组细胞电脉冲刺激早期重组胚胎 b另一头绵羊的子宫妊娠、出生克隆羊多利1、写出AB所代表细胞工程名称：a表示： b表示: 2、实施细胞工程时，所需 受体细胞大多采用卵母细胞 的原因： 体积大

12、，易操作。含有促使细胞核 表达全能性的物质和营养条件。 3、多利面部毛色是： 根据遗传学原理说明判断依据。4、若黑面绵羊的基因型为AA,白 面绵羊的基因型为aa，则克隆羊 的基因型为 核移植 胚胎移植白色多利全部的核基因都来自白面绵羊aa取供体细胞 传代培养10代 以内的细胞. 为什么？用的是去 核的减数 第二次分 裂中期细 胞（M中 期）为什 么？激活方法：激活目的：促融方法 ：电刺激胚胎移植至 代孕受体内妊娠、分娩2.）核移植流程供体：优质高产奶牛受体：普通奶牛（卵 母细胞的采集与培养 ）1.体积大，易 操作。2.含有 促使细胞核表 达全能性的物 质和营养条件 。有人说它三个母 亲，对吗？

13、核移植流程:1、供体细胞的采集与培养5、用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成减 数分裂进程。6电刺激促融使供体核进入受体卵母细胞，构建重 组胚胎。4、将供体细胞注入去核卵母细胞3、显微操作去除卵母细胞中的核2、受体卵母细胞的采集与体外培养7、胚胎移植入代孕母牛体内8、妊娠分娩与供体遗传物质基础相同的犊牛。4.体细胞核移植技术的应用前景5.体细胞核移植技术存在的问题看书P49-50页下图所示为用两栖动物卵所做的实验图解，据图回答 下列问题：蝌蚪肠上皮细胞核中含有青蛙发育所需的_， 重新组合的细胞相当于蛙的_ 细胞，经过 _ 和_形成组织和器官。全部基因 受精卵 细胞分裂 细胞分化 本实验结果说

14、明_具有全能性， 图中A过程采用的技术手段称做_。 动物体细胞核 核移植技术1、定义：指用自然或人工方 法使两个或多个不同的细 胞融合成一个细胞的过程 。一、动物细胞融合细胞杂交：不同基因型的细 胞之间的融合就是细胞杂交 。 杂交细胞：融合后形成的具 有原来两个或多个细胞遗传 信息的单核细胞成为杂交细 胞。细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合受精作用动物 细胞 融合2、诱导融合的因素 生物法：灭活的病毒诱导融合.(利用灭活仙台病毒是动物细胞融合所特有的。 这是由于病毒的磷脂外衣与动物细胞的膜十分相似的缘故。病毒外壳上的某些糖蛋白可能还有促进细胞融合的功能。) 化学法：聚乙二醇PEG诱导融合

15、. 物理法：电激融合病毒颗粒黏 附细胞表面细胞膜连接细胞膜被 病毒颗粒穿通细胞融合、形成杂种细胞3、动物细胞融合技术的应用 细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使 远缘杂交成为可能。 利用杂交瘤技术，制备单克隆抗体。思考讨论：思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的为什么细胞融合过程中使用的 病毒需要灭活？不灭活行吗？病毒需要灭活？不灭活行吗？因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂 质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，不灭 活的话会感染细胞，而不能诱导细胞融合。 人们获得抗体的传统方法是?将抗原注入动物体,然后从动物血清中提取抗体 这种方法的缺点是什么?效率低，产量有限，纯度低，动物抗体注入人体可 能产生严重的过敏反应。 运用已学知识，设想怎样获得单一类型的抗体 ？ 能否用单个B淋巴细胞通过克隆形成的细胞群来 产生单一类型的抗体呢？B淋巴细胞在体外不能无限增殖。二：动物细胞融合的成功应用 单克隆抗体的制备思 考抗体的传统生产方法从 血 清 中 分 离 抗 体该法制备抗体的特点：产量低、纯度低，且抗 体的特异性差、灵敏度低 。多 种 效 应 B 细 胞动 物 体 内多 种 抗 体抗 原 单克隆抗体的制备极富创造性的方案将能够产生特定抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖 能力的骨髓瘤细胞融合在一起，形成