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1、2.2 动物细胞工程,生产单克隆抗体等,动物细胞工程常用的技术,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,是其他动物细胞工程技术的基础。,一.动物细胞培养,如何进行细胞培养?,2.2.1动物细胞培养和核移植技术,从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。,(一)概念,阅读P44-P45页回答问题,问题1：试说动物细胞培养大致过程、原理,(二) 动物细胞培养过程,胚胎或幼龄动物的器官、组织,细胞悬液,10-50代细胞,剪碎,胰蛋白酶或胶原蛋白酶,胰蛋白酶处理分瓶培养,原代培养,动物细胞培养不能最终培养成生物体,细胞增殖缓慢，核型可能变化,贴壁
2、生长 接触抑制,10代以内，保持正常二倍体核型,传代培养,单个细胞,培养液,原理： 有丝分裂,问题4：为什么用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理？,问题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？,因为其细胞生命力旺盛，分裂能力强，分化程度低。,问题3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？,分散成单个细胞、细胞群（团）后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出,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5：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P
3、H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6：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！长时间处理当然会损伤细胞。,当原代培养的细胞处于接触抑制后, 用胰蛋白酶处理,使细胞从瓶壁上脱离下来,然后加入新的培养液,将细胞分离稀释,并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内,这个过程称传代培养.（分瓶培养的过程）,传代培养,原代培养,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。,强调一：原代培养与传代培养,原代培养和传代培养、细胞株和细胞系（了解）,细胞株：传代细胞一般能传到40-50
4、代，遗传物质一般不会发生改变，叫细胞株。,细胞系：传代50代以后，部分细胞遗传物质发生了改变，能无限增殖，获得不死性，叫细胞系。,强调二：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,细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。,强调三：接触抑制,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考以下问题： 1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？ 2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？,P46讨 论,充足营养（糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量
5、元素等合成成分及血清、血浆等天然成分。）,适宜温度、PH和气体环境；无菌无毒环境,(三) 动物细胞培养的条件P46,1、无菌、无毒环境（无菌处理和添加抗生素目的？更换培养液的好处？）,2、营养:与体内相同，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，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。,3、温度和PH,4、气体环境95%空气、5%CO2-维持培养液PH,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,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？,主要成分：（葡萄糖、氨基酸）、（水、无机盐）、维生素和动物血清等。独
6、特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等,P47最上面 1、大规模的生产生物制品。 2、培养的动物细胞作为基因工程的受体细胞。 3、检测判断物质的毒性。 4、培养正常或各种病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于 等，为 及其他疾病提供理论依据。,(四) 动物细胞培养技术的应用,筛选抗癌药物,治疗和预防癌症,植物组织培养和动物细胞培养的比较,我收获了什么？,背诵 1、动物细胞培养的过程、注意问题 2、动物细胞培养的条件、注意问题 3、动物细胞培养和植物组织培养的比较,相互接触,接触抑制,单层,胰蛋白酶,衰老或死亡,不死性,降低,减少,活细胞的膜具有,选择透过性，大分子染料不
7、能进入细胞，故不染色。,中,低温,新陈代谢,酶,抗原,二.动物细胞核移植技术和克隆动物,将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）,分 类,细胞分化程度低，恢复全能性容易,细胞分化程度高，恢复全能性不容易,(一)、 动物细胞核移植概念：,(二)、体细胞核移植的过程：,请看教材P48图2-21,思考： 1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？用此细胞作为受体细胞有什么好处？ 2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？,M中期卵母细胞,诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成 细胞分裂和发育进程。,卵母细
8、胞体积大，便于操作；含有营养物质丰富，提供早期胚胎发育所需的营养；含有激活细胞核体现全能性的物质。,(二)、体细胞核移植的过程：,P49讨论：,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？,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，在 供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将 受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏(P49小资料）。,培养的动物细胞一般当传代至1050代左 右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞 遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞 一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细 胞核移植中，为了保证供体细胞正常的
9、遗传基 础，通常采用传代10代以内的细胞。,2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，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？,绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有 少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵 母细胞。,此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的 一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系， 核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境 不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和 核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物 不会是核供体动物100%的复制。,(三)、体细胞核移植
10、技术的应用前景：,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程,2、保护濒危物种,3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植,4、了解胚胎发育和 衰老过程；追踪研 究疾病的发展过程 和治疗疾病,阅读课本P50页,(四)、体细胞核移植技术存在的问题：,思考与探究,1.幼龄与老龄动物的组织细胞比较，分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较，哪一种更易于培养？思考一下，这是什么道理？,提示：细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物则相反。所以，一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样，组织细胞的分化程度
11、越低，则增殖能力越强，所以更容易培养。,思考与探究,2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？,动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。,3.1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头 名叫卢辛达（Lucinda）的奶牛，年产奶量为 30.8 t，创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目 前世界各国高产奶牛场奶牛，年平均产奶量一般 为十几吨，而我国奶牛产奶量年平均水平仅为34 t。 （1）能利
12、用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗？请说明理由。,可以。卢辛达的产奶量很高，有高产奶的遗传基础，利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛，其克隆牛具有高产的遗传基础，如果精心培育和饲养，有可能在世界范围内推广，克隆牛再与高产的公牛自然繁殖，可得到很多高产的后代，从而加快奶牛改良进程。,该克隆牛不能无限制地推广，其数量不宜过多，尤其是在小范围内不能无限的繁殖，以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。,（2）如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你，你将如何对它进行克隆？,从卢辛达耳朵（也可用别的组织、器官，耳朵在活体上容易取）上剪取一小块组织，在体外培养获得该组织（如软骨组织）
13、的细胞。从屠宰场取废弃的牛卵巢，抽取卵母细胞体外培养成熟。用显微针去除卵母细胞的核，再将耳细胞注入卵母细胞，用电刺激方法使卵母细胞与体细胞融合，这时供体核就进入了受体卵母细胞，再用电刺激或化学物质激活注入了体细胞核的卵母细胞，使其完成细胞分裂和发育过程。核移植胚胎在体外短时间培养后，挑选正常卵裂的胚胎植入经同期发情处理的受体母牛体内。,4.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。,研究方面：克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。 应用上：生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。,
