优质课动物细胞培养和核移植技术.ppt

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、生产单克隆抗体等生产单克隆抗体等 复习：复习：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？植物组织培养技术、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 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。20032003年月日下午，年月日下午，1212岁的四川简阳少年小林放岁的四川简阳少年小林放 学路上捡了些鞭炮，并把里学路上捡了些鞭炮，并把里 面的火药抖出来，蹲在地上面的火药抖出来，蹲在地上 将其点燃，导致面部、四肢将其点燃，导致面部、四肢 不幸被严重烧伤并感染，在不幸被严重烧伤并感染，在 当地医院治疗半月后，于当地医院治疗半月后，于4 4月月 2222日转入武警四川消防总队日转入武警四川消防总队 医院烧伤整形科。医院烧伤整形科。为了挽救儿子的生命，小林的爸爸、妈妈向医生恳求：为了挽救儿子的生命，小林的爸爸、妈妈向医生恳求：“割割我们的皮给儿子吧！我们的皮给儿子吧！”烧伤整形科主任魏平经不起这份烧伤整形科主任魏平经不起这份 亲情的重托，最终亲情的重托，最终“妥协妥协”了：同意进行这种国内了：同意进行这种国内 极其罕见的亲体皮肤移植手术。极其罕见的亲体皮肤移植手术。阅读资料 儿子捡鞭炮严重烧伤感染，父割千块皮肤 思考一下！思考一下！1、小林在皮肤烧伤之后，很容易得病，为什么？、小林在皮肤烧伤之后，很容易得病，为什么？2、皮肤在我们人体当中是第几道防线，其他几道防线是什么？、皮肤在我们人体当中是第几道防线，其他几道防线是什么？3、选取植皮时，理论上选择谁的皮肤最好？为什么？、选取植皮时，理论上选择谁的皮肤最好？为什么？4、自身的健康皮肤是有限的，能不能通过其他途径获得自身、自身的健康皮肤是有限的，能不能通过其他途径获得自身 的皮肤？的皮肤？一、动物细胞培养过程一、动物细胞培养过程 阅读“动物细胞培养过程”并思考：阅读“动物细胞培养过程”并思考：1、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是什么？的原理是什么？2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？细胞分散？3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？么？5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或、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？组织做动物细胞培养材料？6、简述动物细胞培养的操作过程、简述动物细胞培养的操作过程 一、动物细胞培养 1 1、概念：、概念：从动物机体中取出从动物机体中取出相关组织相关组织，将，将它们分散成它们分散成单个细胞单个细胞，然后放在适宜的培养，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞基中，让这些细胞生长生长和和增殖增殖。原理：原理：细胞增殖细胞增殖 如何进行动物细胞培养如何进行动物细胞培养?胰蛋白酶或胰蛋白酶或 胶原蛋白酶胶原蛋白酶 .培养条件 动物动物组织组织 分散成分散成 单个细胞单个细胞 制成制成细胞细胞悬液悬液 培养培养 胰蛋白酶胰蛋白酶 胶原蛋白酶胶原蛋白酶 原理：原理：细胞增殖（有丝分裂）细胞增殖（有丝分裂）结果：结果：细胞群，细胞产物细胞群，细胞产物 原代原代培养培养 传代传代培养培养 2、动物细胞培养过程 动物胚胎细胞或幼龄动物的器官组织动物胚胎细胞或幼龄动物的器官组织 剪碎剪碎 动物细胞生长动物细胞生长特点特点：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、培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。易于贴附。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，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，这种现象称为细细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。胞的接触抑制。接触抑制：接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。增加。接触抑制接触抑制 动物细胞生长特性 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初次培养称为原代培养。传代培养：原代培养的细胞出现接触抑制后，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，让细胞增殖。这样即为传代培养。1、无菌、无毒 消毒、灭菌 抗生素 定期更换培养液（清除代谢废物）2、营养 合成培养基：糖、氨基酸、生长因子、无机盐、微量元素（血清、血浆）3、温度和pH 36.50.5，7.2-7.4 4、气体 95%空气，5%CO2 培养条件.动物细胞培养技术的实际应用 1、大量生产细胞或产物。如：病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体 胰岛素 2、给基因工程提供受体细胞。3、检测有毒物质及毒性。4、用于生理、病理、药理等方面 的研究，为治疗和预防疾病提 供理论依据。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 克隆就是克隆就是无性繁殖无性繁殖，具体地说，是指，具体地说，是指 一个共一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体分子、细胞或个体。a.分子水平上：分子水平上：b.细胞水平上：细胞水平上：c.个体水平上：个体水平上：1.1.什么是克隆？什么是克隆？一般指一般指DNA克隆。克隆。指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体。指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体。指基因型完全相同的两个或一个群体。指基因型完全相同的两个或一个群体。2 2、克隆动物能否用类似植物组织培、克隆动物能否用类似植物组织培养的方法获得？为什么？养的方法获得？为什么？目前不能。目前不能。因为动物细胞的全能性随着分化程度因为动物细胞的全能性随着分化程度的提高逐渐受到限制。的提高逐渐受到限制。目前，用动物体细胞目前，用动物体细胞克隆的动物，实际上是通过克隆的动物，实际上是通过核移植核移植来实现的。来实现的。将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的，移入一个，移入一个已经去掉已经去掉的的细胞中，使其细胞中，使其并并发育成一个新的发育成一个新的，这个新的胚胎最终发，这个新的胚胎最终发育为动物个体。育为动物个体。分类分类 胚胎细胞核移植、体细胞核移植 细胞核细胞核 细胞核细胞核 卵母卵母 重组重组 胚胎胚胎 核移植技术 电激处理使供电激处理使供体核进入受体体核进入受体卵母细胞构建卵母细胞构建重组胚胎重组胚胎 卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养 M期期卵母细胞卵母细胞 供体牛供体牛 供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞去核卵母细胞 代孕母牛代孕母牛 克隆牛克隆牛 体细胞培养体细胞培养 去核卵母细胞去核卵母细胞 去核去核 胚胎胚胎 移植移植 体细胞核移植过程体细胞核移植过程 （体细胞克隆动物）（体细胞克隆动物）体细胞体细胞 细胞培养细胞培养 体细胞体细胞 卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞（M中期：）中期：）去核去核 去核的卵母细去核的卵母细胞胞 注入注入 重重组组细细胞胞 构建重组构建重组胚胎胚胎 胚胎移植胚胎移植 将胚胎移将胚胎移入受体入受体（代孕）（代孕）母体母体 生出与供体奶生出与供体奶牛遗传物质基牛遗传物质基本相同的犊牛本相同的犊牛 总结：总结：体细胞核移植过程（供（供 核）核）（供（供 质）质）据上图思考下列问题：据上图思考下列问题：整个过程用了哪些技术？细胞培养、核移植、胚胎移植 新生牛的性别、基因？与供体相同 繁殖方式？无性繁殖 原理？动物细胞核的全能性 体细胞核移植技术 1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之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？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为使核移植的胚胎或动物的核核遗传物质全部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细胞的遗传物质去掉或将其破坏。2.实施细胞工程时，所需受体细胞大多采用卵母实施细胞工程时，所需受体细胞大多采用卵母 细胞的原因？细胞的原因？体积大，易操作。含有促使细胞核表达全能性体积大，易操作。含有促使细胞核表达全能性 的物质和营养条件。的物质和营养条件。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供体动物进行了100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？不是的，因为：不是的，因为：克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA,即线粒体中的即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞。所以，用教材中所述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物不是供核动物完全相同的复制。的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。4、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10代以内的细胞，为什代以内的细胞，为什么？么？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，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遗传基础，通常采用传代为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞代以内的细胞 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作为异种移植的供体 4、应用前景：可以用于组织器官的移植可以用于组织器官的移植 5.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 5、存在问题：成功率低 克隆动物存在健康问题 克隆动物食品的安全性问题存有争议