动物细胞工程常用的技术手段课件

1、动物细胞工程常用的技术手段1 动物细胞工程常用的技术手段2 动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞工程常用的技术手段： 动物细胞培养、动物细胞培养、 动物细胞核移植、动物细胞核移植、 动物细胞融合、动物细胞融合、 单克隆抗体单克隆抗体 动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。是其他动物细胞工程技术的基础。 提问：提问： v植物细胞工程常用的技术手段有哪些？植物细胞工程常用的技术手段有哪些？ 植物组织培养植物组织培养, 植物体细胞杂交植物体细胞杂交 动物细胞工程常用的技术手段3 动物细胞培养和核移植技术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，动物

2、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。中，让这些细胞生长和增殖。 1、选材：、选材： 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，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，分它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分 化程度低，容易培养。化程度低，容易培养。 动物细胞工程常用的技术手段4 v在进行动物细胞培养时，用在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶胰蛋白酶分散分散 细胞，说明细胞间的物质主要是细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质蛋白质。动。动 物细胞培养适宜的物细胞培养适宜的PH为为

3、7.27.4，此环境下，此环境下 胃蛋白酶（胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶）没有活性，而胰蛋白酶 (7.2-8.4)的活性较高。的活性较高。 2.分散成单个细胞分散成单个细胞 动物细胞工程常用的技术手段5 3.动物细胞生长特性动物细胞生长特性： 细胞贴壁：细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上， 称为细胞贴壁。称为细胞贴壁。 要求：要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴 附。附。 细胞的接触抑制细胞的接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞

4、就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑 制。制。 动物细胞工程常用的技术手段6 4.4.过程：过程： 动物细胞工程常用的技术手段7 细胞细胞 悬浮悬浮 液液 1010代代 细胞细胞 5050代代 细胞细胞 无限无限 传代传代 原代培养原代培养 传代培养传代培养 细胞株细胞株细胞系细胞系 5.5.如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞 系？系？ 多数组织细胞固定在表面多数组织细胞固定在表面 生长和分裂。生长和分裂。 随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖 遗传物质改变遗传物质改变 动

5、物细胞工程常用的技术手段8 动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动 物的组织、器官物的组织、器官 胰蛋白酶胰蛋白酶 剪碎剪碎 单个细胞单个细胞 加培养液加培养液 制成制成 细胞细胞 悬浮悬浮 液液 细胞株细胞株 细胞系细胞系 细胞增值细胞增值 无限传代无限传代 去掉组织去掉组织 间蛋白间蛋白 动物细胞培养不能动物细胞培养不能 最终培养成生物体最终培养成生物体 动物细胞工程常用的技术手段9 动物细胞培养条件：动物细胞培养条件： 1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液） 2、营养、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清

6、等。葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。） 3、温度和、温度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 4、气体环境：、气体环境： O2和和CO2（95%空气和空气和5% CO2 ） 保证细胞顺利的保证细胞顺利的 生长增殖生长增殖 动物细胞工程常用的技术手段10 动物细胞培养液的主要成分：动物细胞培养液的主要成分： 葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和、氨基酸、无机盐、维生素和动物动物血清血清等。等。 与植物培养基相比其特点是：与植物培养基相比其特点是： （1 1）液体培养基）液体培养基 （2 2）含有动物血清）含有动物血清 动物体细胞大都生动物体细胞大都生 活在活在液体液体

7、的环境的环境 动物细胞工程常用的技术手段11 细胞的全能性细胞的全能性 细胞株、细胞系细胞株、细胞系 植物体植物体 培养结果培养结果 获得细胞获得细胞或或 细胞产物细胞产物 快速繁殖、培育快速繁殖、培育 无病毒植株等无病毒植株等 培养目的培养目的 葡萄糖、动葡萄糖、动 物血清物血清 蔗糖、植物蔗糖、植物 激素激素 培养基特有成分培养基特有成分 液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质 细胞增殖细胞增殖 原理原理 动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目 植物细胞和动物细胞培养的比较植物细胞和动物细胞培养的比较 动物细胞工程常用的技术手段12 动物细胞

8、培养应用动物细胞培养应用 大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干大规模培养生产生物制品（病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体）扰素、单克隆抗体） 作为基因工程中的受体细胞作为基因工程中的受体细胞 培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，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为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依 据据 动物细胞工程常用的技术手段13 二、动物体细胞核移植技术二、动物体细胞核移植技术: 将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉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细胞核的

9、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。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用核移植的方法得到的动物称为克隆动物称为克隆动物 核移植核移植 胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植 体细胞核移植体细胞核移植 （难度高难度高） 受体细胞：受体细胞：M期的期的 卵母细胞卵母细胞 动物细胞工程常用的技术手段14 卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊 母绵羊母绵羊 乳腺细胞乳腺细胞 细胞质细胞质 细胞核细胞核 细胞核移植细胞核移植 早期胚胎早期胚胎 卵裂卵裂 C母绵羊子宫母绵羊子宫 胚胎移植胚胎移植 多莉羊多莉羊 分娩分娩妊娠妊娠 多莉羊的培育过程多莉羊的培

10、育过程 融合后的卵细胞融合后的卵细胞 动物细胞工程常用的技术手段15 克隆动物的研究意义克隆动物的研究意义 1. 1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白 2. 2.改良动物品种改良动物品种 3. 3.治疗人类疾病，作为供体治疗人类疾病，作为供体 4. 4.保护濒危动物保护濒危动物 体细胞核移植技术存在的问题：体细胞核移植技术存在的问题： 许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷， 如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏如体型过大，异常肥胖，发育困难，脏 器缺陷，免疫失调等。器缺陷，免疫失调等。 动物细胞工程常用的技术手段16 1 1、

11、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改 变的细胞是变的细胞是 - -（ ） A A细胞系细胞系 B B细胞株细胞株 C C原代细胞原代细胞 D D传代细胞传代细胞 2 2、动物细胞工程技术的基础是、动物细胞工程技术的基础是 - -（）（） A.A.动物细胞融合动物细胞融合 B.B.单克隆抗体单克隆抗体 C.C.胚胎移植胚胎移植 D.D.动物细胞培养动物细胞培养 A D 动物细胞工程常用的技术手段17 3 3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎、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，其主要原因或出生不久的幼龄动物的器官或

12、组织，其主要原因 是这样的组织细胞是这样的组织细胞 （ ） A.A.容易产生各种变异容易产生各种变异 B B具有更强的全能性具有更强的全能性 C.C.取材十分方便取材十分方便 D D分裂增殖的能力强分裂增殖的能力强 D 动物细胞工程常用的技术手段18 4. 4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于 -（ ） A.A.培养基不同；培养基不同； B.B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能

13、培动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。养成植株。 A 动物细胞工程常用的技术手段19 植物体细胞杂交的意义：植物体细胞杂交的意义： 打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍， 培育作物新品种培育作物新品种 动物细胞工程常用的技术手段20 1.1.过程：过程： 诱导方式诱导方式 物理法物理法 化学法化学法 生物法：生物法： 灭活的病毒灭活的病毒 仙台病毒仙台病毒 紫外线紫外线 丧失感染性丧失感染性（不感染细胞）（不感染细胞） 保留融合活性保留融合活性 （诱导细胞融合）（诱导细胞融合） 动物细胞工程常用的技术手段21 1.1.过程：过程： 灭活的

14、病毒颗粒黏附于细胞表面灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面 细胞膜被病毒颗粒穿通细胞膜被病毒颗粒穿通 细胞膜连接细胞膜连接 细胞融合，形成杂种细胞细胞融合，形成杂种细胞 （细胞膜具有一定的流动性）（细胞膜具有一定的流动性） 动物细胞工程常用的技术手段22 1.其由何种细胞产生？其由何种细胞产生？ 2.主要分布在哪里？主要分布在哪里？ 3.如何得到抗体？如何得到抗体？ 提提 问问 ？ 动物细胞工程常用的技术手段23 抗体抗体 1 1。抗原抗原 动物体内动物体内 刺激刺激 效应效应B 抗原抗原 动物体内动物体内 刺激刺激 效应效应B 抗体抗体 抗原不纯抗原不纯抗体不纯抗体不纯 筛选单一效应筛选单一效应B细

15、胞细胞 不能增值产生大量抗体不能增值产生大量抗体 2 2。特异性差、纯度低；。特异性差、纯度低； 产量低、反应不够灵敏产量低、反应不够灵敏 动物细胞工程常用的技术手段24 设计方案：设计方案： 一个一个B B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体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小鼠骨髓瘤细胞能无限增殖 - -化学性质单一、特异性强的抗体。化学性质单一、特异性强的抗体。 杂种细胞杂种细胞 动物细胞工程常用的技术手段25 ？ ？ 诱导其融合的诱导其融合的 方法有哪些？方法有哪些？ 抗原抗原 效应效应 B细胞细胞 2.2.制备过程：制备过程： 动物细胞工程常用的技术手段26 B BB B

16、瘤瘤 瘤瘤瘤瘤 瘤瘤 细胞融合后培养液中有几种细胞细胞融合后培养液中有几种细胞 筛选杂种筛选杂种 细胞细胞 已知细胞合成已知细胞合成DNA有有D和和S两条途径，其中两条途径，其中D 途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这 两条两条DNA合成途径，但一般不分裂增值。鼠合成途径，但一般不分裂增值。鼠 骨髓瘤细胞中尽管没有骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分途径，但能不断分 裂增值，将这两种细胞在试管中混合，加裂增值，将这两种细胞在试管中混合，加 PEG促融，获得杂种细胞。促融，获得杂种细胞。 动物细胞工程常用的技术手段27 主要用于制备主要用于制备 单克隆抗

17、体单克隆抗体 获得杂种植株获得杂种植株用途用途 物理、化学方法物理、化学方法 （同左）（同左） 灭活的病毒灭活的病毒 物理（离心、物理（离心、 振动振动、电刺激）电刺激） 化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇） 诱导方法诱导方法 使细胞分散后诱使细胞分散后诱 导细胞融合导细胞融合 去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱 导原生质体融合导原生质体融合 细胞融合的方法细胞融合的方法 细胞膜的流动性细胞膜的流动性 细胞膜的流动性、细胞膜的流动性、 植物细胞全能性植物细胞全能性 原理原理 动物细胞融合动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交比较项目比较项目 植物、动物细胞融合的比植物、动物细胞融合的比 较较 动物细胞

18、工程常用的技术手段28 除通过杂交瘤细胞产生单克隆除通过杂交瘤细胞产生单克隆 抗体外，还有什么方法？抗体外，还有什么方法？ 动物细胞工程常用的技术手段29 3. 3.单克隆抗体的应用：单克隆抗体的应用： 在基础理论研究中具有重要意义在基础理论研究中具有重要意义 在疾病诊断、治疗和预防方面，具有在疾病诊断、治疗和预防方面，具有 特异性高、灵敏度高等优越性。特异性高、灵敏度高等优越性。 生物导弹生物导弹 动物细胞工程常用的技术手段30 一种诱导细胞融合的新方法一种诱导细胞融合的新方法 一种新细胞一种新细胞 灭活病毒灭活病毒 杂交瘤细胞杂交瘤细胞 一个优势一个优势 单克隆抗体特异性强、单克隆抗体特异

19、性强、 灵敏度高的优势灵敏度高的优势 动物细胞工程常用的技术手段31 多莉与多莉与“母亲母亲” 动物细胞工程常用的技术手段32 卵细胞卵细胞 母绵羊母绵羊 母绵羊母绵羊 乳腺细胞乳腺细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核 细胞核移植细胞核移植 早期胚胎早期胚胎 卵裂卵裂 C母绵羊子宫母绵羊子宫 胚胎移植胚胎移植 多莉羊多莉羊 分娩分娩妊娠妊娠 多莉羊的培育过程多莉羊的培育过程 融合后的卵细胞融合后的卵细胞 动物细胞工程常用的技术手段33 克隆动物的研究意义克隆动物的研究意义 1. 1.用于生物学和医学研究的实验动物用于生物学和医学研究的实验动物 2. 2.改良动物品种改良动物品种 3. 3.治疗人类疾

20、病治疗人类疾病 4.4.保护濒危动物保护濒危动物 动物细胞工程常用的技术手段34 6. 6.世界上第一只克隆绵羊世界上第一只克隆绵羊“多莉多莉”的培育等程序如图所的培育等程序如图所 示。请仔细看图后回答问题：示。请仔细看图后回答问题： 黑面绵羊去黑面绵羊去 核卵细胞核卵细胞 白面绵羊卵白面绵羊卵 腺细胞核腺细胞核 重组细胞重组细胞 早期胚胎早期胚胎 另一头母绵羊子宫另一头母绵羊子宫 克隆绵羊多莉克隆绵羊多莉 a b 电脉冲处理 妊娠、出生 写出写出 、所指的细胞工程、所指的细胞工程 各称：各称：。 实施细胞工程时，所需的实施细胞工程时，所需的 受体细胞大多采用动物卵细胞受体细胞大多采用动物卵细

21、胞 的原因是的原因是： 。 多莉面部的毛色是多莉面部的毛色是 ， 判断依据：判断依据： 。 继植物组织培养之后，克隆继植物组织培养之后，克隆 绵羊培育成功，证明动物细胞绵羊培育成功，证明动物细胞 也具有也具有 。 请举例说明克隆绵羊培育成请举例说明克隆绵羊培育成 功的实际意义功的实际意义： 。 动物细胞工程常用的技术手段35 动物的胚胎移植动物的胚胎移植 解决某些妊解决某些妊 娠时间长、每胎娠时间长、每胎 产子数量少的优产子数量少的优 良种畜的繁殖速良种畜的繁殖速 度问题。度问题。 动物细胞工程常用的技术手段36 1 1、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞

22、融合， 得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆 抗体，与骨髓疤细胞融合的是（抗体，与骨髓疤细胞融合的是（ ） A.A.经过免疫的经过免疫的B B淋巴细胞淋巴细胞 B.B.没经过免疫的没经过免疫的T T淋巴细胞淋巴细胞 C.C.经过免疫的经过免疫的T T淋巴细胞淋巴细胞 D.D.没经过免疫的淋巴细胞没经过免疫的淋巴细胞 A 动物细胞工程常用的技术手段37 2.动物细胞融合的目的中最重要的是动物细胞融合的目的中最重要的是-（ ） A.克服远缘杂交不亲和克服远缘杂交不亲和 B. 制备单克隆抗体制备单克隆抗体 C.培育新品种培育新品种 D.生产杂种细胞生产杂种细胞

23、 3.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较中，正确的是动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较中，正确的是 （ ） 诱导融合的方法完全相同诱导融合的方法完全相同 B.所用的技术手段基本相同所用的技术手段基本相同 C. 所采用的原理完全相同所采用的原理完全相同 D. 都能形成杂种细胞都能形成杂种细胞 A D 动物细胞工程常用的技术手段38 4. 单克隆抗体制备过程中培育的杂交细胞是单克隆抗体制备过程中培育的杂交细胞是-（ ） A.由小鼠能产生抗体的由小鼠能产生抗体的B淋巴细胞与肝细胞融合淋巴细胞与肝细胞融合 B.由小鼠一个由小鼠一个B淋巴细胞诱导融合而成淋巴细胞诱导融合而成 C.由小鼠一个由小鼠一个B淋巴细胞与肌瘤细胞诱导融合而成淋巴细胞与肌瘤细胞诱导融合而成 D.由小鼠一个由小鼠一个B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合而成淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合而成 D 动物细胞工程常用的技术手段39 动物细胞工程常用的技术手段40 1.1.过程：过程： 动物细胞工程常用的技术手段41 2.2.动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用 （1 1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰 素、单克隆抗体等。素、单克隆抗体