动物细胞工程

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1、 皮肤烧伤，如果创面很小（不大于硬币）只要 保持清洁，甚至深度烧伤，也可能自愈。如果下层 真皮受损面积较大，常常需要植皮。植皮需要的健 康皮片。植皮需要的健康皮片，可以取自烧伤病人 自身未烧伤的部位（自体植皮），也可取自其他活 人或尸体（异体植皮）等。自体植皮是永久性的， 取自其他人或动物的植皮是暂时性的，是在创面愈 合过程中为保护创面而采取的措施，1014天后就 要被身体排斥。 如果一个大面积烧伤的病人来说，自体 皮肤有限，其他渠道的皮肤来源不足。如何 才能获得大量的自体健康皮肤？人耳鼠“人耳鼠”再出风头 2001年，一只特别的活老鼠在 北京引起轰动这是有着一对红 眼睛的、尾巴长长的、浑身没

2、毛的 小白鼠。值得一提的是，这只小白 鼠的背上，竟长着一只几乎与身子 一般大小的“人耳”。这只老鼠背 上的“人耳”是由上海市第九人民 医院副院长、整复外科主任曹谊林 教授利用组织工程技术复制出来的 。 在京展出的数天，尽管门票高达20元，但还是有将近20 万人，心甘情愿地掏钱一睹“人耳鼠”的风采。 人耳鼠的出现，透露了怎样的信息？动物细胞工程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 技术一、动物细胞培养1.发展历史:20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细 胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细 胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的 争论。19

3、07年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌 蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的 淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且 从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解 决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养 的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组 织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。2、动物细胞培养的概念和应用：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.动物细胞的培养过程幼龄动物取动物器官 和组织剪碎组织胰蛋白酶处理细胞培养单个细胞动物细胞培养技术是其他动物细

4、胞工程技术的基础剪碎组织 的目的？胰蛋白酶处 理的目的？3、动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动 物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞原代培养50代细胞传代培养细胞株无限传代细胞系单个细胞 加培养液遗传物质 未改变遗传物质 已改变动物组织细胞间隙中 含有一定量的弹性纤 维等蛋白质，将细胞 网络起来形成具有一 定弹性和韧性的组织 和器官。（分解弹性纤维）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。（分装前的细胞培养） 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。有关概念细胞株：传代培养的细胞一般传至10代左

5、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.动物细胞培养 的条件1.无菌无毒的环境2.营养3.温度和pH4.气体环境应该加入哪些物质？这 些物质如何调配？在使用合成培养基时通常 需加入血清、血浆等天然 成分，目的是什么？动物细胞培养液的主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 。与植物培养基相比其特

6、点是 ：（1）液体培养基（2）含有动物血清动物体细胞大都生 活在液体的环境保证细胞顺利 的生长增殖动物细胞培养技术的应用（1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植 皮。（3）用于检测有毒物质（4）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这只老鼠身上的“人 耳”是由我国科学家 曹谊林教授利用细 胞工程技术复制出 来的。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 原理培养基性质培养基特有成分培养结果 培养目的细胞的全能性细胞增殖 固体培养基液体培养基蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清植物体细胞株、细胞系

7、 快速繁殖、培育无 病毒植株获得细胞或细胞分 泌蛋白思考：2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞 培养材料？1、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？3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？4、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、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因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的 动物个体卵细胞C母绵羊子宫B母绵羊A母绵羊乳腺细

8、胞细胞质细胞核细胞核移植胚胎移植早期胚胎多莉羊分娩卵裂融合后的卵细胞细胞拆合技术妊娠多莉羊的培育过程细胞核 移植补充： 动物的胚胎移植技术解决某些妊 娠时间长、每胎 产子数量少的优 良种畜的繁殖速 度问题。二、动物体细胞核移植技术和克隆动物动物核移植是将动物的一个细胞的细胞 核,移如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.用核移植方法得到的动物称为克隆动物核移植技术分为：胚胎细胞核移植体细胞核移植（M卵母细胞）减数第二次分裂中期去核的卵母细胞供体细胞注入 去核卵母细胞受体细胞激活 ，完成减数分 裂、发育胚胎移植细胞核移植对动物优良杂交

9、种的无 性繁殖具有重大意义。这一技术的成功 与完善对于优良家禽的无性繁殖和濒临 绝迹的珍贵动物的传种意义重大。 1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前， 为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？2.用于核移植的细胞一般都选用传代10代以 内的细胞，想想这是为什么？3.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克 隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的 复制吗？为什么？体细胞核移植技术的应用前景畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛应用前景1加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 2保护濒危物种，增加动物 的存活数量3可作为生物反应器，生产医用蛋白 克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的供体 了解胚胎发育

10、及衰老过程、做疾病模型等3.体细胞核移植技术存在的问题问题探讨“番茄马铃薯”（理想图）通过长期的实验，科学家们采用体细胞杂交技术获得了“番茄马铃薯”植株。如果将奶牛的细胞与植物细胞杂交，得到绿 色的小奶牛，那岂不是只要晒晒太阳就可以 挤出牛奶吗？动物细胞也能融合吗？一、动物细胞融合细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合受精作用正常的融合过程是：识别 诱导细胞膜穿通细胞膜连接细胞融合，形成融合细胞诱导方式物理法化学法生物法：灭活的病毒仙台病毒紫外线丧失感染性（不感染细胞）保留融合活性 （诱导细胞融合）2、诱导的过程：灭活是指用物理或化学手段 使病毒或细菌失去感染能力 ，但并不破坏这些病原体的

11、抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理： 病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细 胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝 聚，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。细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法化学法仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核病毒颗粒细胞核动物 细胞 融合3、原理细胞膜的流动性4、用途：制备单克隆抗体动物细胞融合相当于植物体细胞杂交的原生质 体融合过程 二、单克隆抗体什么是抗体？抗体是机体受抗原刺激后产生 的、并能与该抗原发生特异性结合的 具有免疫功能的球蛋白。B淋巴细胞产生抗体。单克隆抗体单: 单个细胞克隆: 无性繁殖抗体

12、: 化学性质单一、特异性强 原始的方法获得抗体，特异性差，纯 度低。 想获得单一抗体，必须用单个B淋巴 细胞进行无性繁殖，通过克隆形成细 胞群。 问题：体外培养的条件下，一个B淋 巴细胞是不可能无限增值的，如何使 单个淋巴细胞增殖呢？如何大量生产单克隆抗体？ 利用淋巴细胞产生抗体的功能 利用肿瘤细胞无限增殖的特性 利用细胞融合的技术将两种细胞融 合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特 性的杂交瘤细胞 利用动物细胞培养技术大量培养杂 交瘤细胞设计方案：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖杂种细胞根据阿根廷科学家米尔斯坦和德根据阿根廷科学家米尔斯坦和德 国科学家柯勒设计的国科学家柯勒

13、设计的 实验方案实验方案: :单克隆抗体由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（ 克隆），形成基因型相同的细胞群，这 一细胞群所产生的化学性质单一、特异 性强的抗体称为单克隆抗体。 特点：特异性强、灵敏度高 单克隆抗体制备过程注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞 细胞融合、筛选杂交瘤细胞细胞培养筛选，继续培养足够数量的、能产生 特定抗体的细胞群体外培养 注射到小鼠腹腔 单克隆抗体B淋巴细胞与抗体B淋巴细胞受抗原刺激后，可以 产生抗体。动物体内的B淋巴细胞可以产生 百万种以上的抗体，每种抗体对特定的抗 原具有特异性免疫作用。每一个淋巴细胞只能产生一种抗 体。思考：1、本过程利用了哪些原理？免疫原理，细胞融合原理和

14、动物细胞培养原理2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传 物质，不仅具有B细胞分泌抗体的能力，而且还有 无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体单克隆抗体的应用与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强， 灵敏度高，优越性十分明显。应用主要有：1、临床诊断 2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿瘤资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗 体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病 、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一 个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和 定位体内“病灶”也引起人们的注意

15、，目前，主要用于肿瘤追 踪及心肌梗塞的诊断。植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合细胞融合原理细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性细胞融合的方法 去除细胞壁后诱导 原生质体融合使细胞分散后诱 导细胞融合 诱导方法物理（离心、振荡 、电刺激） 化学（聚乙二醇）物理、化学方法 （同左） 灭活的病毒 用途获得杂种植株制备单克隆抗体小结两个过程动物细胞培养过程单克隆抗体制备过程三个“一”一个诱导细胞融合的新方法灭活病毒一个新细胞杂交瘤细胞一个优势单克隆抗体特异性 强、灵敏度高的优势下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案2、该方案能达到预期效果吗？为什

16、么？4、图中B为_过程，常用 _作为诱导剂，该细胞继 承_的遗传特性，既能 _,又能_。1、该实验方案的目的是_3、A是从小鼠的脾脏中取得 _,该细胞能够产生_5、C过程指细胞培养，该过程包括 _培养和_培养两个阶段，其 中_代以内的的细胞属于细胞株 。制备单克隆抗体B细胞抗体 细胞融合 灭活病毒 双亲细胞 分泌抗体无限增殖原代传代 50B体外培养骨髓瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群注射到小鼠腹腔AC1.动物细胞工程技术的基础是：（ ）A动物细胞融合B胚胎移植C动物细胞培养D核移植在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正 确的是（ ）A结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同. 单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞 诱导融合后，