动物细胞培养和核移植技术()

1、动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合生产单克隆抗体生产单克隆抗体动物细胞核移植动物细胞核移植动物动物细胞细胞工程工程常用常用技术技术其中其中动物细胞培养动物细胞培养技术是其他技术是其他动物细胞工程技术的基础动物细胞工程技术的基础一一. .动物细胞培养动物细胞培养 从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单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，让这些细胞生个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。长和增殖。( (一一) )概念概念原理：原理： 细胞增殖细胞增殖1 1、动物细胞培养过程、动物细胞培养过程动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织

2、、器官物的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶10代细胞代细胞原代培养原代培养50代细胞代细胞传代培养传代培养细胞株细胞株无限传代无限传代细胞系细胞系单个细胞单个细胞加培养液加培养液遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改变已改变这些组织或器官这些组织或器官上的细胞生命力上的细胞生命力旺盛，分裂能力强旺盛，分裂能力强细胞贴壁生长细胞贴壁生长接触抑制接触抑制分瓶传代培养分瓶传代培养细胞贴壁生长细胞贴壁生长 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。壁上，称为细胞贴壁。接触抑制：接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，当贴壁细胞分裂生

3、长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。的接触抑制。 有关概念有关概念: :原代培养：原代培养：指将要培养的动物细胞取出后指将要培养的动物细胞取出后, ,先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞, ,然后然后配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将该悬浮液配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将该悬浮液放入培养瓶中培养。放入培养瓶中培养。传代培养：传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，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

4、养。培养瓶中继续培养，称为传代培养。 细胞株：细胞株： 传代培养的细胞一般传至传代培养的细胞一般传至1010代左右细胞生长代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40-5040-50代，这种传代细胞为细胞株。代，这种传代细胞为细胞株。细胞系：细胞系： 细胞株传代至细胞株传代至5050代后又出现细胞生长停滞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，这种传代细其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。胞为细胞系。细胞株和细胞系的区别：细胞株和细胞

5、系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特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。点，失去接触抑制，容易传代培养。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如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？多数组织细胞必须在固定多数组织细胞必须在固定的表面上生长和分裂。的表面上生长和分裂。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贴壁生长细胞分裂生长到贴壁生长细胞分裂生长到相互接触时就停止分裂增相互接触时就停止分裂增殖的现象叫接触抑制殖的现象叫接触抑制细胞悬细胞悬

6、浮液浮液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限无限传代传代分瓶分瓶培养培养2.2.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（葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清动物血清等。等。）3、温度和、温度和PH 36.5+（-）0.5度, 7.2-7.44、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

7、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。与植物培养基相与植物培养基相比其特点是：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的环境的环境3.3.动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用（1）蛋白质生物制品的生产）蛋白质生物制品的生产如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体（2）基因工程的受体细胞）基因工程的受体细胞（3）用于检测有毒物质）用于检测有毒物质（4）细胞的生理、药理、病理研究）细胞的生理、药理、病理研究比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物

8、细胞培养动物细胞培养原理原理培养基性质培养基性质培养基特有培养基特有成分成分培养结果培养结果培养目的培养目的细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株无病毒植株获得细胞或细胞分获得细胞或细胞分泌蛋白泌蛋白二、动物体细胞核移植技术和克隆动物二、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

9、胞核的卵母细胞中。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。胚胎最终发育为动物个体。克隆动物克隆动物 用核移植方法得到的动物用核移植方法得到的动物1 1、动物核移植：、动物核移植：2 2、为什么不是取供体细胞、为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是核进行核移植操作，而是直接将供体细胞整个注入直接将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？去核卵母细胞中？保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。 1 1、受体细胞为什么选用、受体细胞为什么选用卵母细胞？卵

10、母细胞？ 卵母细胞体积大，易卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使操作，而且含有促使细胞核全能性表达的细胞核全能性表达的物质和条件。物质和条件。2.2.体细胞核移植的过程体细胞核移植的过程P49 P49 讨论：讨论： 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有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。去掉或将其破坏。1.1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什在体细胞的细胞核移植到受体卵母细

11、胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？么必须先去掉受体卵母细胞的核？2.2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代用于核移植的供体细胞一般都选用传代1010代以内的代以内的细胞，想一想，这是为什么？细胞，想一想，这是为什么？ 培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至10105050代左右时，部代左右时，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，而生突变，而1010代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核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型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供

12、体细胞正常的遗传基础，通常采用传代的遗传基础，通常采用传代1010代以内的细胞。代以内的细胞。3.3.体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 保护濒危物种，增加存活数量保护濒危物种，增加存活数量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 可以作为异种移植的供体，可以用于组织器可以作为异种移植的供体，可以用于组织器官的移植官的移植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许多克隆动物表现出遗传和生理缺遗传和生理缺陷陷，如体型大，异常肥胖，发育困难

13、，如体型大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。脏器缺陷，免疫失调等。 在研究方面，克隆动物基因组重新在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰早衰等问题。这些问题尚在研究中。在等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。规模应用还有一定距离。1 1、在动物细胞培养过程中遗传、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是物质发生改变的细胞是 A A细胞系细胞系 B B细胞株细胞株 C

14、 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AD3 3、用于动物细胞培养的组织、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织，其主要原因是这样的组织细胞织细胞 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D4

15、.4.动物细胞培养与植物细胞培养动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于的重要区别在于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动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；件下进行；C.C.动物细胞可以传代培养，而植动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；物细胞不能；D.D.动物细胞能够大量培养，而植动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。物细胞只能培养成植株。A1.1.动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？2.2.体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细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胞供体动物进行了100%100%

16、的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？课堂反馈课堂反馈 克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNADNA来自于供体细胞核，但其来自于供体细胞核，但其核外还有少量的核外还有少量的DNADNA，即线粒体中的，即线粒体中的DNADNA是来自于受是来自于受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。物不是供核动物完全相同的复制。 此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物此外，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，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

17、境不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核供体动物100%100%的复制。的复制。 动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物动物细胞的培养有各种用途，一般而言，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，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。需要的组织或器官。 知识结构知识结构 动物细动物细胞培养胞培养和核移和核移植技术植技