2023年动物细胞工程—动物细胞与组织培养（教学课件）.ppt

2.2 2.2 动物细胞工程动物细胞工程 动物细胞培养动物细胞培养 细胞核移植细胞核移植 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 体细胞克隆体细胞克隆 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 动物细胞工程动物细胞工程的根底的根底 动物细胞培养 1、概念人教版、概念人教版 动物细胞培养就是从动物机体中取出动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，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，让这些细胞生长和放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。繁殖。讨论讨论 1、动物细胞培养的原理是什么？、动物细胞培养的原理是什么？2、从动物机体中要取出哪些相关组织？并、从动物机体中要取出哪些相关组织？并解释原因。解释原因。3、组织分散成单个细胞的方法是什么？、组织分散成单个细胞的方法是什么？其理论依据是什么？其理论依据是什么？4、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？、动物细胞体外培养需要满足哪些条件？阅读课本阅读课本观察图片，观察图片，简述动物简述动物细胞培养细胞培养的根本过的根本过程程 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 10代代 细胞细胞 局部细胞局部细胞“癌变，癌变，遗传物质改变，无遗传物质改变，无限传代限传代 动物细胞培养不能动物细胞培养不能 最终培养成动物体最终培养成动物体 50代细胞代细胞 原代培养原代培养 传代培养传代培养 细胞贴壁细胞贴壁 剥离、分瓶剥离、分瓶 细胞株细胞株 细胞细胞 细胞系细胞系 2、过程、过程 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，称为细胞贴壁。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。要求：要求：培养瓶或培养皿的内外表光滑、无毒、易于贴附。培养瓶或培养皿的内外表光滑、无毒、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外表相互接触时，细胞就会停止当贴壁细胞分裂生长到外表相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。细胞贴壁过程 3.有关概念有关概念:原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代代细胞与传细胞与传10代以内的细胞称为原代培养。代以内的细胞称为原代培养。传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到传代培养：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培养瓶中继续培养，称为传代培养。两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。细胞株：原代细胞一般传至细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大局部细胞衰老代左右细胞生长停滞，大局部细胞衰老死亡，少数细胞存活到死亡，少数细胞存活到4050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：细胞株传代至细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有局部细代后又出现细胞生长停滞状态，只有局部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。代细胞为细胞系。细胞株和细胞系的区别：细胞株和细胞系的区别：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。细胞细胞悬浮悬浮液液 1010代代细胞细胞 5050代代细胞细胞 无限传无限传代代 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 如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？胞系？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 思考讨论思考讨论 1.动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动动物细胞培养取材时，一般是取胚胎组织或幼龄动物的组织或器官，请解释原因。物的组织或器官，请解释原因。细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系，细胞的增殖能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分能力与供体的年龄有关，幼龄动物细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物那么相反。所以，一般来说幼年动物的组裂旺盛，老龄动物那么相反。所以，一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样，组织细胞的织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样，组织细胞的分化程度越低，那么增殖能力越强，所以更容易培养。分化程度越低，那么增殖能力越强，所以更容易培养。肿瘤组织或细胞肿瘤组织或细胞 正常组织或细胞正常组织或细胞 拓展拓展-动物组织或细胞培养的难易程度动物组织或细胞培养的难易程度 幼体组织或细胞幼体组织或细胞 老龄组织或细胞老龄组织或细胞 分化程度低的组织或细胞分化程度低的组织或细胞 分化程度高的组织或细胞分化程度高的组织或细胞 2、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？保存保存1010代以内的细胞，因为其生物学特性未发生大代以内的细胞，因为其生物学特性未发生大的变化，最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合的变化，最接近于体内组织或细胞的生长特性，很适合用于药物测试、基因表达等实验研究。用于药物测试、基因表达等实验研究。3、在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对、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？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，获得单间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞个细胞;成块的组织细胞靠在一起成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细彼此限制了细胞的生长和增殖胞的生长和增殖.植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗？.胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什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？么成份？.细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？细胞膜的主要成份是什么？胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？.既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个既然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？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？细胞要注意什么问题呢？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？为什么？进一步思考：进一步思考：否否 胰蛋白酶水解蛋白质胰蛋白酶水解蛋白质 蛋白质蛋白质 蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂 能能 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PH不同，而正常组织细胞的生存环境与不同，而正常组织细胞的生存环境与胰蛋白酶的最适胰蛋白酶的最适PH较接近较接近 多细胞动物和人体的细胞多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所都生活在内环境中，根据你所学的知识，认为体外培养细胞学的知识，认为体外培养细胞应该模拟内环境的哪些内容呢？应该模拟内环境的哪些内容呢？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、必须的营养物质、必须的营养物质 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核酸、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核酸、嘌呤、嘧啶、激素、生长因子、动物血清等。嘌呤、嘧啶、激素、生长因子、动物血清等。保证细胞顺利的保证细胞顺利的生长增殖生长增殖 3、适宜的温度、适宜的温度 36.5+-0.5度度 4、充足的氧气和适宜的酸碱度、充足的氧气和适宜的酸碱度 O2和和CO295%空气和空气和5%CO2 问题问题：1、培养基的类型、培养基的类型 1天然培养基：营养价值高，成分复杂天然培养基：营养价值高，成分复杂 2合成培养基：成清楚确，便于控制试验条件合成培养基：成清楚确，便于控制试验条件 2、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？较植物组织培养基有何独特之处？较植物组织培养基有何独特之处？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。素和动物血清等。独特之处有：独特之处有：1、液体培养基动物体细胞、液体培养基动物体细胞大都生活在液体的环境大都生活在液体的环境 2、成分中有动、成分中有动物血清等物血清等 获得细胞获得细胞 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 或细胞产物或细胞产物 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 比较工程比较工程 植物组织和动物细胞培养的比较植物组织和动物细胞培养的比较 动物细胞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、干扰素、大规模培养生产生物制品病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体单克隆抗体 获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮 培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断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据为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据 2.2.动物细胞动物细胞核移植技术和克隆动物核移植技术和克隆动物 将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体克隆动物这个新的胚胎最终发育为动物个体克隆动物 分分 类类 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：细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度低，恢复全能性容易 细胞分化程度细胞分化程度高高，恢复全能，恢复全能性性不不容易容易 2.1 动物细胞动物细胞核移植概念：核移植概念：2.2体细胞核移植的过程：体细胞核移植的过程：请看教材请看教材P48图图2-21 思考：思考：1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？M中期卵母细胞中期卵母细胞 诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成细胞分裂和发育进程。细胞分裂和发育进程。讨论：讨论：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遗传物质全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，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之胞，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去掉或将前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。其破坏。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1050代代左右时，局部细胞核型可能会发生变化，其左右时，局部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，而细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因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，为了保证供体细胞此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗