《动物细胞工程》幻灯片

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1、动物细胞工程,动物细胞工程常用的技术手段：,动物细胞培养、 动物细胞核移植、 动物细胞融合、 单克隆抗体 动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。,提问：,植物细胞工程常用的技术手段有哪些？,植物组织培养, 植物体细胞杂交,动物细胞培养和核移植技术,动物细胞培养就是从动物机体内取出相关的组织，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。,1、选材：,动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官，它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养。,在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.27.4，此环境下胃蛋白酶（2

2、.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。,2.如何分散成单个细胞？,一般选取胚胎或幼龄动物的组织细胞的原因是,代谢旺盛增殖能力强分化程度低,4.过程：,动物细胞生长特性：,细胞贴壁： 将动物细胞在液体培养基中培养，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。 要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。 细胞的接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。 注意：癌细胞失去了接触抑制,5.如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？,遗传物质改变,基本概念,1、原代培养：通常将直接从动物体内取出的动物组织消化后的

3、初次培养称为原代培养,2、传代培养：原代培养的细胞出现接触后，贴满甁壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分甁继续培养，让细胞增殖，称为传代培养。,3、细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大多数细胞衰老死亡，少数细胞存活到40到50代，这种传代细胞为细胞株。,4、细胞系：细胞株传至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，使其在培养条件下无限增殖，这种传代细胞称为细胞系。,问题：为什么在培养液中要使细胞分散开来？,1、培养时接触抑制 2、每个细胞与培养液充分接触，吸收营养,总结：,动物细胞培养条件：,1、无菌、无毒的环境 （培养液和所用培养用具进行无菌处

4、理添加一定量的抗生素定期更换培养液） 2、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。） 血清主要提供一些激素和生长因子 3、温度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、气体环境： O2和CO2（95%空气和5% CO2 ） O2是细胞代谢所必需；CO2的主要作用是维持培养液的PH值,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。,动物细胞培养与植物组织培养的比较,细胞的全能性,细胞株、细胞系,植物体,培养结果,获得细胞或细胞产物,快速繁殖、培育无病毒植株等,培养目的,葡萄糖、动物血清,蔗糖、植物激素,培养基特有成分,液体培养基,固体培养基,培

5、养基性质,细胞增殖,原理,动物细胞培养,植物组织培养,比较项目,植物细胞和动物细胞培养的比较,动物细胞培养应用,大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体） 作为基因工程中的受体细胞 人造皮肤 培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性 为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据,二、动物体细胞核移植技术:,1、概念 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成动物个体。 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,2、核移 植种类,胚胎细胞核移植,体细胞核移植（难度高）,受体细胞：M期的卵母细胞,3、过程：,问

6、题： 1、为什么要选择M期的卵母细胞做受体细胞？ M期的卵母细胞含有促进供体核表达全能性的物质，即成熟促进因子（MPF），而且活性很高。 2、在供体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须去掉受体卵母细胞的核？ 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。 3、用于核移植的供体细胞为什么都选用传代10代以内的细胞？ 10代以内的细胞一般都能保持正常的二倍体核型,小结：原理：动物细胞核的全能性 主要的生物技术：、动物细胞培养技术 、动物细胞核移植 、胚胎移植技术 属于无性生殖,4.应用,1.加速家畜遗传改良进程，促进优良种畜繁殖 2.保护濒危物种 3.生产医用

7、蛋白 4.作为异体移植的供体 5.用于组织器官的移植,5.体细胞核移植技术存在的问题： 1.成功率低 2.克隆动物存在健康问题 3.克隆食品的安全性问题存在争议,细胞质,细胞核,细胞核移植,多莉羊的培育过程,1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是 （ ） A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞,2、动物细胞工程技术的基础是 （ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养,A,D,3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 （ ） A.容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C.取材十分方便 D分

8、裂增殖的能力强,D,4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于 A.培养基不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。,A,5.关于动物细胞培养的有关叙述，正确的是( ) A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中 B.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等 C.动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌蛋白 D.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理,D,6.下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用 A.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 B.保护

9、濒危物种 C.获得组织器官异体移植的供体 D.大量产生紫杉醇,D,2.回答下列有关动物细胞培养的问题： （1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长 到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这 种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成的 细胞层数是 。要使贴壁的细胞从瓶 壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是_ 。 （2）随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂 停止，进而出现 的现象；但极少数细 胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生 改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性降低, 细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。,相互接触,接触抑制,单层（或一层）,胰蛋白,酶,衰老甚至死亡,不死性,减少,（3

10、）现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观 察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是 检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目， 最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。,由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色,中,（5）在细胞培养过程中，通常在冷冻条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中 的活性降低，细胞 的速率降低。 （6）给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发 生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当 作 进行攻击。,新陈代谢,酶,抗原,（二）动物细胞融合,1.概念：两个或多个动物细胞，结合形成一个细胞的过程。 杂交细胞：融合后形成的具有原来

11、两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。 2.原理： 细胞膜的流动性,3.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. 物理法：电激融合,4.目的： 制备单克隆抗体,（二）动物细胞融合,5.过程：,融合成功的标志：杂交细胞进行有丝分裂,6.意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交称为可能 7.应用：目前这一技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等重要手段 为制备单克隆抗体开辟了新途径。,重组

12、细胞的特点：杂交细胞具有两个亲本的遗传性息，能表现两个亲本的特点,主要用于制备,单克隆抗体,获得杂种植株,用途,物理、化学方法,（同左）,灭活的病毒,物理（离心、振动、电刺激）,化学（聚乙二醇）,诱导方法,使细胞分散后诱,导细胞融合,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、动物细胞融合的比较,(三）单克隆抗体,1.其由何种细胞产生？ 2.主要分布在哪里？ 3.如何得到抗体？,知识回顾：1.什么是抗体？ 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。,2

13、.B淋巴细胞与抗体的关系：,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。,3.传统的抗体的生产方法及缺陷是什么？ 怎样解决这个问题？,将抗原反复注射到动物体内，然后从动物 血清中分离,4.缺陷： 产量低，特异性差，纯度低,5.解决方法： 采用单个B淋巴细胞进行无性 繁殖，形成细胞群，产生化学性质单一， 特异性强的抗体。,单克隆抗体的制备,思路：要获得大量的单一抗体，必须克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的原因： 一个B淋巴

14、细胞只能分泌一种特异性抗体 B淋巴细胞不能无限增殖，而小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖。,过程总结： 1.B细胞实际上是 2.单克隆抗体的制备过程经过几次筛选？其目的是什么？,浆细胞,两次； 第一次筛选的目的是：获得杂交瘤细胞； 第二次筛选的目的是：获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。,3.细胞融合后培养液中有几种细胞,如何筛选?,第二次筛选： 在“多孔培养板上”培养杂交瘤细胞系列 ，每孔只放一个杂交瘤细胞。“克隆化培养”每个杂交瘤细胞，并进行“单一抗体检测”，“检测阳性”的孔内即是所需要的杂交瘤细胞。,4.单克隆杂交瘤细胞的特点： 具有两个亲本的遗传物质 产生特异性抗体 体外培养无限增殖,思考：,1、

15、本过程利用了哪些原理？,免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理,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,单克隆抗体的概念 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。,单克隆抗体的特点： 特异性强，灵敏度高，可大量制备,3.单克隆抗体的应用：,作为诊断试剂 （准确、高效、简易、快速的优点） 例：早早孕诊断盒,用于治疗疾病和运载药物 如：生物导弹（能将药物定向带到癌细胞所在位置，在

16、原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了药剂量）,总结,一种诱导细胞融合的新方法,一种新细胞,一个优势,1、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是 A.经过免疫的B淋巴细胞 B.没经过免疫的T淋巴细胞 C.经过免疫的T淋巴细胞 D.没经过免疫的淋巴细胞,A,巩固练习,2.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 中，正确的是 A.诱导融合的方法完全相同 B.所用的技术手段基本相同 C. 所采用的原理完全相同 D. 都能形成杂种细胞,D,3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞 A.容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C.取材十分方