动物细胞工程上课ppt.ppt

事实：事实：烧伤病人的治疗通常烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，想一想如何皮肤很有限，想一想如何来治疗该病人？来治疗该病人？取该患者的皮肤进行细胞培养取该患者的皮肤进行细胞培养,获得足获得足量的细胞后再移植量的细胞后再移植 动物细胞培养动物细胞培养 第三节第三节 动物细胞工程及应用动物细胞工程及应用 动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体制备单克隆抗体制备 细胞核移植细胞核移植 动物动物细胞细胞工程工程技术技术 动物细胞工程的动物细胞工程的基础基础 1、概念、概念 是指从动物机体内取出是指从动物机体内取出相关相关的组织，的组织，将它分散成将它分散成单个细胞单个细胞，然后放在，然后放在适宜的适宜的培养基中，让这些细胞培养基中，让这些细胞生长生长和和增殖增殖。2、原理、原理 细胞增殖细胞增殖 一、动物细胞培养一、动物细胞培养 幼龄动物幼龄动物 取动物器官取动物器官 和组织和组织 剪碎组织剪碎组织 细胞培养细胞培养 胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理 单个细胞单个细胞 动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、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已改变改变 动物组织细胞间隙中动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织定弹性和韧性的组织和器官。和器官。细胞贴壁生长细胞贴壁生长 培养贴附性细胞时培养贴附性细胞时,细胞要能贴细胞要能贴 附于底物上才能生长繁殖附于底物上才能生长繁殖.细胞接触抑制细胞接触抑制 细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，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，数量胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。不再增加。有关概念有关概念 原代培养原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。一般培养的第原代细胞。一般培养的第1 1代细胞与传代细胞与传1010代以代以内的细胞称为原代细胞培养。内的细胞称为原代细胞培养。传代培养传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配：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，称为传代培养。培养瓶中继续培养，称为传代培养。1 1、动物细胞培养液的主要成分是什么？、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？较植物组培培养基有何独特之处？2 2、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终 培养成新个体？培养成新个体？主要成分主要成分 ：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素 和动物血清等和动物血清等 独特之处有：独特之处有：1 1、液体培养基、液体培养基 2 2、成分中有动物血清等、成分中有动物血清等 不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体不能发育成新的动物个体 思考题：思考题：3 3、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织、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？做动物细胞培养材料？4 4、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和增成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和增殖，分散做成细胞悬浮液有利于培养。殖，分散做成细胞悬浮液有利于培养。5 5、培养瓶中的细胞会充满整个培养瓶吗？、培养瓶中的细胞会充满整个培养瓶吗？不会，细胞会贴壁分裂生长到表面相互接触时，细不会，细胞会贴壁分裂生长到表面相互接触时，细胞分裂就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。胞分裂就会停止分裂增殖，这种现象叫接触抑制。7 7、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞 间的物质是什么成份？间的物质是什么成份？催化蛋白质水解。催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋白质细胞间的物质主要是蛋白质(胶原蛋白等胶原蛋白等)8 8、细胞膜的主要成份是什么？、细胞膜的主要成份是什么？蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂 6 6、把细胞继续转移到其他培养瓶继续培养，、把细胞继续转移到其他培养瓶继续培养，怎样操作？怎样操作？将贴满细胞壁的细胞用将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶胰蛋白酶处理，然后处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。分瓶继续培养，让细胞继续增殖。1010、既然、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物 组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？1111、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？注意时间的控制注意时间的控制 不能，因为两者的最适不能，因为两者的最适PHPH不同，而正常组织细胞不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适的生存环境与胰蛋白酶的最适PHPH较接近较接近 9 9、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？能能 1 1）无菌、无毒的环境）无菌、无毒的环境 保证细胞保证细胞顺利的生顺利的生长增殖长增殖 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 添加：糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、添加：糖（葡萄糖）、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清等。无机盐、微量元素、动物血清等。4、动物细胞培养的条件、动物细胞培养的条件 2 2）营养）营养 3 3）适宜的温度和）适宜的温度和PHPH 培养室中控制培养室中控制,使之达到使之达到 36.5 7.27.436.5 7.27.4 O O2 2（95%95%空气）维持细胞的有氧呼吸空气）维持细胞的有氧呼吸 5%CO5%CO2 2 维持培养液的维持培养液的PHPH 4 4）气体环境）气体环境 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 比较项目比较项目 植物组织培养植物组织培养 动物细胞培养动物细胞培养 原理原理 细胞的细胞的 细胞细胞 培养基培养基 特有成分特有成分 植物激素植物激素 葡萄糖、葡萄糖、培养结果培养结果 植物体植物体 培养目的培养目的 快速繁殖快速繁殖 培育无病毒植株培育无病毒植株 获得获得 全能性全能性 增殖增殖 蔗糖蔗糖 动物血清动物血清 细胞株、细胞系细胞株、细胞系 细胞细胞,某些蛋白质某些蛋白质 5 5、动物细胞培养技术的应用、动物细胞培养技术的应用 （1）培养健康皮肤细胞用于烧伤病人皮肤移植培养健康皮肤细胞用于烧伤病人皮肤移植 （2）基因工程的受体细胞，）基因工程的受体细胞，生产蛋白生物制品：生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干病毒疫苗、干 扰素、单克隆抗体等。扰素、单克隆抗体等。（4）用于检测有毒物质用于检测有毒物质 （3）细胞的生理、药理、病理研究）细胞的生理、药理、病理研究 资料一：资料一：培养的动物细胞可以用于培养的动物细胞可以用于检测有毒物质检测有毒物质。许。许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速现在动物细胞培养已经成为检测有毒物质的快速而灵敏的有效手段。而灵敏的有效手段。资料二：资料二：人工关节人工关节软骨再生软骨再生 1.1.第一次手第一次手术术:从从病人病人关节软骨关节软骨中未中未 受力的部分，取出一片受力的部分，取出一片约为约为葡萄葡萄干干大大小的健康小的健康软软骨骨组织组织。2.2.分分离软离软骨骨细胞并经细胞并经三星期的三星期的体体外外 培培养养，使，使细胞数细胞数增加增加约约10102020倍。倍。3.3.第二次手第二次手术术:清理清理软软骨受骨受损损的部分，的部分，从从下方骨下方骨头头部位取出一片部位取出一片约与伤约与伤口口大大小相同的骨膜，小相同的骨膜，缝缝在在伤伤口上方，再口上方，再将将软软骨骨细胞细胞注射到骨膜下方。注射到骨膜下方。资料三：资料三：结果结果:经过复健经过复健一年一年后后即可即可恢复恢复正常的生活。正常的生活。二、动物细胞核移植二、动物细胞核移植 动物核移植是将动物的一个细胞的动物核移植是将动物的一个细胞的细胞细胞核核,移入一个已经去移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞掉细胞核的卵母细胞中中.使其重组并发育成一个新的胚胎使其重组并发育成一个新的胚胎,这个这个新的胚胎最终发育为动物个体新的胚胎最终发育为动物个体.克隆动物：用核移植的方法得到的动物。克隆动物：用核移植的方法得到的动物。1、概念：、概念：克隆羊培育过程克隆羊培育过程 黑面绵羊去黑面绵羊去核卵细胞核卵细胞 白面绵羊乳白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核 细胞核移植细胞核移植 重组细胞重组细胞 电脉冲刺激电脉冲刺激 早期胚胎早期胚胎 胚胎移植胚胎移植 另一头绵羊的子宫另一头绵羊的子宫 妊娠、出生妊娠、出生 克隆羊多利克隆羊多利 无性生殖无性生殖 2、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 1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程、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、保护濒危物种 3、生产医用蛋白质及组、生产医用蛋白质及组织器官的移植的供体织器官的移植的供体 3 3、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 1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出易出 现早衰等问题。现早衰等问题。3、生产克隆动物费用昂贵。、生产克隆动物费用昂贵。细胞融合是正常的生命活动细胞融合是正常的生命活动 两个细胞正在融合两个细胞正在融合 受精作用受精作用 三、动物细胞融合三、动物细胞融合 细胞细胞A 细胞细胞B 杂种细胞杂种细胞 灭活的病毒灭活的病毒 物理法物理法 化学法化学法 三、动物细胞融合三、动物细胞融合 仙台病毒仙台病毒 疱疹病毒疱疹病毒 新城鸡瘟病毒新城鸡瘟病毒 用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程 细胞核细胞核 病毒颗粒病毒颗粒 细胞核细胞核 四、单克隆抗体四、单克隆抗体 什么是抗体？什么是抗体？抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。效应效应B B细胞产生抗体细胞产生抗体 B B淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生抗体。淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生抗体。动物体内的动物体内的B B淋巴细胞可以产生百万种以上的抗体，淋巴细胞可以产生百万种以上的抗体，每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫作用。每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫作用。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。单克隆抗体单克隆抗体 由单个由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。为单克隆抗体。特点：特异性强、灵敏度高特点：特异性强、灵敏度高 如何大