动物细胞工程课件

动物细胞工程课件第1页，共51页，2023年，2月20日，星期三动物细胞与组织培养动物细胞融合单克隆抗体制备细胞核移植动物细胞工程常用技术体细胞克隆（是其他动物细胞工程技术的基础）第2页，共51页，2023年，2月20日，星期三动物细胞培养和核移植技术第3页，共51页，2023年，2月20日，星期三[问题]：2、许多动物细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是单个细胞分泌的蛋白质的量是很少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？必须借助于大规模的动物细胞培养1、在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对一个大面积烧伤的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人的皮肤来源不足，而且会产生排异反应。那么。怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？第4页，共51页，2023年，2月20日，星期三一、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.（1）动物细胞培养的概念：第5页，共51页，2023年，2月20日，星期三（2）动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬液胰蛋白酶或胶原蛋白酶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）接触抑制的细胞胰蛋白酶第6页，共51页，2023年，2月20日，星期三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胞工程技术的基础第7页，共51页，2023年，2月20日，星期三【思考讨论】：在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？

胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。第8页，共51页，2023年，2月20日，星期三有关概念原代培养：传代培养：

从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代细胞培养。

贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的培养过程通常被称为传代培养。第9页，共51页，2023年，2月20日，星期三

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。原代细胞一般传至10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40~50代，这种传代细胞为细胞株。

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。有关概念

细胞株：细胞系：细胞株和细胞系的区别：第10页，共51页，2023年，2月20日，星期三（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.气体环境第11页，共51页，2023年，2月20日，星期三1.无菌无毒的环境：（1）对培养液和所有培养用具进行无菌处理。（2）在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。（3）应定期更换培养液，以便清楚代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。第12页，共51页，2023年，2月20日，星期三2.营养：（1）需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。（2）将细胞所需的各种营养物质按其种类和所需数量严格配制而成为合成培养基。（3）由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。第13页，共51页，2023年，2月20日，星期三3.温度和PH：

细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.50C为宜。多数细胞生存的适宜PH为7.2-7.4。第14页，共51页，2023年，2月20日，星期三4.气体环境：（1）细胞培养所需气体主要有O2和CO2。（2）O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的PH。（3）在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%的空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养。第15页，共51页，2023年，2月20日，星期三植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目原理培养基结果培养目的植物组织培养动物细胞培养细胞的全能性细胞的增殖固体：营养物质、激素液体：营养物质、动物血清等培育成完整植株培育成细胞株或细胞系获得细胞的产物或细胞等快速繁殖，培育无病毒植株等[小结]：第16页，共51页，2023年，2月20日，星期三1、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？[思考]：主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素和动物血清等。2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？3、为什么选用胰蛋白酶做上述处理？因为动物细胞间隙中有弹性纤维等蛋白质和一些其它物质。使每个细胞能与培养液接触独特之处有：1、液体培养基2、成分中有动物血清等第17页，共51页，2023年，2月20日，星期三4、培养的细胞为何贴壁生长？大多数组织细胞不适应悬浮生长，它们必须在固定的表面上生长和分裂。5、动物细胞培养能否象植物组培那样最终培养成生物个体？不能，因为动物细胞的全能性受到抑制。第18页，共51页，2023年，2月20日，星期三二、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。1、概念：第19页，共51页，2023年，2月20日，星期三2、类型：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：

胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性较容易。

体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。第20页，共51页，2023年，2月20日，星期三胚胎移植技术：基本程序如下（以牛胚胎移植为例）第21页，共51页，2023年，2月20日，星期三多莉羊的培育过程卵细胞C母绵羊子宫Ａ母绵羊Ｂ母绵羊乳腺细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3、体细胞核移植技术：第22页，共51页，2023年，2月20日，星期三4、体细胞核移植技术的应用前景：（1）畜牧业：

利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；

在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。第23页，共51页，2023年，2月20日，星期三②在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体。③人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。（2）医药卫生：①转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；第24页，共51页，2023年，2月20日，星期三第25页，共51页，2023年，2月20日，星期三④研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；⑤用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。第26页，共51页，2023年，2月20日，星期三动物细胞融合与单克隆抗体专题2细胞工程第27页，共51页，2023年，2月20日，星期三一、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

受精作用第28页，共51页，2023年，2月20日，星期三动物细胞融合：第29页，共51页，2023年，2月20日，星期三细胞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第30页，共51页，2023年，2月20日，星期三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连接细胞融合，形成杂种细胞第31页，共51页，2023年，2月20日，星期三一、动物细胞融合：1、融合关键：细胞膜的融合2、融合手段：物理法：化学法：生物法：离心、振动、电激等聚乙二醇（PEG）等诱导剂灭活的病毒第32页，共51页，2023年，2月20日，星期三3、融合原理：4、融合过程：膜融合细胞膜的流动性质融合核融合5、优势：特别是为制备单克隆抗体开辟了新途径6、应用：

突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。第33页，共51页，2023年，2月20日，星期三二、单抗隆抗体：1、概念：

用单个B淋巴细胞进行无性繁殖（即克隆），形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体———单克隆抗体。单个B淋巴细胞细胞群单克隆抗体无性繁殖（即克隆）第34页，共51页，2023年，2月20日，星期三单克隆抗体制备过程示意图注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞融合、筛选第35页，共51页，2023年，2月20日，星期三选出能产生特定抗体的细胞群，继续培养体外培养体内培养从培养液中提取从腹水中提取单克隆抗体(注射到小鼠腹腔内）第36页，共51页，2023年，2月20日，星期三[思考]：1、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。第37页，共51页，2023年，2月20日，星期三3、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合？4、骨髓瘤细胞是癌细胞吗？细胞的同源性越近，融合形成的杂种细胞越容易成活。5、整个制备过程为何要经过两次筛选？第一次筛选是得到杂交瘤细胞。第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。有无限增殖能力的细胞是肿瘤细胞；而具有转移能力的肿瘤细胞，称为癌细胞，所以，瘤细胞不能等于癌细胞。第38页，共51页，2023年，2月20日，星期三6、杂交瘤细胞在小鼠腹腔内培养与在体外培养有何区别？7、杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖，可否造成小鼠死亡？8、鼠单抗能用于人体疾病的治疗吗？在小鼠腹腔内具有动物细胞培养所需的各种条件。不能。能。第39页，共51页，2023年，2月20日，星期三3、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。目前世界各国已经研制出数以万计的单克隆抗体。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，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。第40页，共51页，2023年，2月20日，星期三应用主要有：1、作为诊断试剂：

由于单克隆抗体纯度高、特异性强，所以能准确地识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，因此，单克隆抗体在诊断的应用上，具有准确、高效、简易、快速的优点。第41页，共51页，2023年，2月20日，星期三2、用于治疗疾病和运载药物。（1）单克隆抗体主要用于癌症治疗，也有少量用于其他疾病的治疗。（2）如果把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。第42页，共51页，2023年，2月20日，星期三融合方法诱导手段用途植物体细胞杂交动物细胞融合比较项目细胞融合原理植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较：细胞膜的流动性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离心、电刺激、振动、聚乙二醇等同上，再加上灭活的病毒诱导克服远缘杂交不亲和，获得杂交植株制备单克隆抗体的技术之一细胞膜的流动性[小结]：第43页，共51页，2023年，2月20日，星期三练习1、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C2、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B第44页，共51页，2023年，2月20日，星期三3、为了使用于培养的动物组织细胞分散开，以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，选取的动物组织应先用下列哪种物质处理（）A、胃蛋白酶B、胰蛋白酶C、盐酸D、胰脂肪酶B4、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为（）A、原代培养B、传代培养C、细胞株D、细胞系D第45页，共51页，2023年，2月20日，星期三5、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。A6、动物细胞的融合目的中最重要的是（）A、克服远缘杂交不亲和B、制备单克隆抗体C、培育新物种D、生产杂种细胞B第46页，共51页，2023年，2月20日，星期三8、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．不经过免疫的T淋巴细胞

C．经过免疫的T淋巴细胞

D．不经过免疫的B淋巴细胞7、单克隆抗体与血清抗体相比，优越之处在于（）A、单克隆抗体能够制成“生物导弹”B、单克隆抗体可以在体外制备C、单克隆抗体的特异性强，灵敏度高，产量也大大高于血清抗体D、单克隆抗体的制备过程简单CA第47页，共51页，2023年，2月20日，星期三9、要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群。其原因是（）A、在体外培养条件下，B淋巴细胞可以无限增殖B、在动物个体内B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体C、每一个B淋巴细胞都参与特异性免疫反应D、每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体D第48页，共51页，2023年，2月20日，星期三10、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，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（）①淋巴细胞②小鼠骨髓瘤细胞③B淋巴细胞自身融合细胞④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞