动物细胞培养和核移植技术梁银铃

烧伤病人的治疗通常是取烧伤 病人的健康皮肤进行自体移植， 但对于大面积烧伤病人来讲，健 康皮肤很有限，请同学们想一想 如何来治疗该病人？ 取该患者的皮 肤进行细胞培养, 获得足量的细胞后 再移植。 动物细胞工程动物细胞工程2.22.2 植物组织培养植物体细胞杂交 回顾： v植物细胞工程常用的技术手段有哪些？ 动物细胞培养和核移植技术2.2.1 一、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，放在适宜的培养基 中,让这些细胞生长和增殖。 想一想： 1.动物细胞培养的基本原理是什么？ 原理：细胞增殖（有丝分裂） 2.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？ 不能，动物细胞培养的结果：使细胞数目增多 。 结合图2-16，阅读P44最后一段至P46第一段结束。 1、找出关键词并理解它们的含义。 2、叙述动物细胞培养的过程。 细胞贴壁接触抑制 原代培养传代培养 1、动物细胞培养过程中几个重要的概念 （1）细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上 （单层）。要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。 当贴壁细胞生长到表面相当贴壁细胞生长到表面相 互接触时，细胞就会停止分裂互接触时，细胞就会停止分裂 增殖增殖细胞出现接触抑制细胞出现接触抑制。 哪些细胞失去了接触抑制？哪些细胞失去了接触抑制？ 传代培养时，少数超过传代培养时，少数超过5050 代的细胞，由于遗传物质发生代的细胞，由于遗传物质发生 改变，可无限增殖，并失去了改变，可无限增殖，并失去了 接触抑制接触抑制肿瘤细胞肿瘤细胞。 （2 2）接触抑制）接触抑制 动物细胞培养特点：贴壁生长、接触抑制。 突变的细胞，获得 不死性，向癌细胞 方向发展，糖蛋白 减少。 细胞细胞 悬浮液悬浮液 细胞贴细胞贴 满瓶壁满瓶壁 5050代代 细胞细胞 原代原代 培养培养 传代传代 培养培养 （3 3）原代培养）原代培养: : 将动物组织将动物组织经胰蛋白酶等处理后经胰蛋白酶等处理后的初次培养。的初次培养。 （4 4）传代培养传代培养: : 对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后再分对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后再分 瓶继续培养。瓶继续培养。 动物组织块动物组织块 细胞悬浮液细胞悬浮液 胰蛋白酶胶原蛋白酶胰蛋白酶胶原蛋白酶 1010代细胞代细胞 原代培养原代培养 5050代细胞代细胞 传代培养传代培养 无限传代无限传代 单个细胞单个细胞 转入培养液（装瓶）转入培养液（装瓶） 剪碎剪碎 贴满瓶壁的细胞贴满瓶壁的细胞 分散、分瓶分散、分瓶 胰蛋白酶胶原蛋白酶胰蛋白酶胶原蛋白酶 2.过程：P45 动物组织块动物组织块 细胞悬浮液细胞悬浮液 胰蛋白酶胶原蛋白酶胰蛋白酶胶原蛋白酶 1010代细胞代细胞 原代培养原代培养 5050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 转入培养液（装瓶）转入培养液（装瓶） （分解细胞间的蛋白质）（分解细胞间的蛋白质） 剪碎剪碎 贴满瓶壁的细胞贴满瓶壁的细胞 分散、分瓶分散、分瓶 胰蛋白酶胶原蛋白酶胰蛋白酶胶原蛋白酶 2.2.过程：过程： 部分细胞的核型部分细胞的核型 可能变化可能变化，遗传 物质未改变 遗传物质 改变（不 死性） 通常取动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 因为其分化程度低、增殖能力强，更容易培养 。 说明细胞与细胞间的主要物质是蛋白质 1. 动物细胞培养对培养的材料有要求吗？ 3. 用胰蛋白酶处理，组织就会分散成单个细胞，说明了什么？ 2. 为什么在培养前要将组织分散成单个细胞？ 成块的组织不利于培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养。 4.胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时间的作用也会 消化细胞膜蛋白，因此必须控制好胰蛋白酶的处理时间。 5.人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？ 保存10代以内的细胞。 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型； 而1050代部分细胞的细胞核型可能发生变化， 有少部分还发生突变向癌细胞方向发展。 正常细胞在分裂时，只要和相邻细胞接触 ，就停止活动，不再分裂。这一现象称为“接 触抑制”。对这一事实的有关推测，正确的有 （ ） A动物体细胞培养过程中，在遗传物质发生变 化以后，只能形成单层细胞。 B癌细胞在体外培养时，不可能成为隆起的多 层细胞。 C癌细胞不受“接触抑制”，这可能与它的细 胞表面发生变化有关。 D单细胞生物分裂产生的子细胞，彼此间也存 在“接触抑制” 。 C 3、动物细胞培养条件 1、无菌、无毒的环境 对培养液和培养用具进行无菌处理； 在培养液中添加一定量的抗生素; 定期更换培养液； 2、营养 葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等 动物血清、血浆 3、温度和pH 温度36.50.5度，pH7.27.4 4、气体环境 O2和CO2（95%空气和5% CO2 ） 保证细胞顺利的生长增殖 细胞代谢所必需 维持培养液的 pH (1)(1)获得细胞产物获得细胞产物，如疫苗、干扰素，如疫苗、干扰素 、单克隆抗体等。、单克隆抗体等。 (2)(2)获得烧伤病人获得烧伤病人植皮所需的细胞植皮所需的细胞。 (3)(3)获得细胞用于获得细胞用于检测有毒物质检测有毒物质。 4 4、动物细胞培养技术的应用、动物细胞培养技术的应用 （4 4）培养正常或各种病）培养正常或各种病变变变变的的细细细细胞，用胞，用 于生理于生理、病理、药药理等方面的研究。 获得细胞 或细胞产物 细胞的全能性 细胞数目增多一般为植物体 培养结果 快速繁殖、培育 脱毒作物等 培养目的 葡萄糖、动物血清 促生长因子 蔗糖、植物激素 培养基特有成分 液体培养基固体培养基 培养基性质 细胞增殖 原理 动物细胞培养植物组织培养比较项目 植物细胞和动物细胞培养的比较 1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改 变的细胞是 -（ ） A细胞系 B细胞株 C原代细胞 D传代细胞 2、动物细胞工程技术的基础是 -（ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养 A D 3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎 或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因 是这样的组织细胞 （ ） A.容易产生各种变异 B具有更强的全能性 C.取材十分方便 D分裂增殖的能力强 D 4.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。 D 复习 ： 2、叙述动物细胞培养的过程。 5、动物细胞培养的条件。 1、动物细胞工程常用的技术手段有哪些？ 3、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？ 4、为什么培养前要将组织细胞分散成单个 细胞？ 二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 克隆就是无性繁殖，具体地说，是指 一个共 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DNA分子、细胞或个体。 a.分子水平上 ： b.细胞水平上： c.个体水平上 ： 什么是克隆？ 一般指DNA克隆。 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。 克隆动物能否用类似植物组织培养的 方法获得？为什么？ 目前不能 。 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。目前，用动物体细胞 克隆的动物，实际上是通过核移植来实现的 。 动物体细胞核移植技术 1.回忆克隆羊“多莉”的培育过程 卵细胞 母绵羊 母绵羊 乳腺细胞 核移植 早期胚胎 卵裂 C母绵羊子宫 胚胎移植 多莉羊 分娩妊娠 融合后的卵细胞 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 MM中中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 2.2.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） 原理：动物细胞核具有全能性 显微 操作 核 移 植 1、对比多莉羊和课本高产奶牛的克隆过程，找出 操作过程的不同点？ 2、讨论分析上述哪一种措施更科学？并说明理由？ M卵母细胞细胞质中含有的物质更易支持胚胎的全 程发育，用它作受体更容易成功。 将供体细胞注入受体细胞，使克隆动物更像供体动物 ，操作也方便。 思考与讨论 ： （1）多莉克隆过程中受体细胞是去核卵细胞，高产奶 牛克隆过程中受体细胞是去核卵母细胞。 （2）多莉克隆过程是将供体细胞核注入受体细胞，而 高产奶牛的克隆过程是将供体细胞注入受体细胞。 、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？ 为使核移植动物的核遗传物质全部来自有 利用价值的动物提供的细胞。 、用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以 内的细胞，为什么？ 10代以内的细胞一般保持正常二倍体的核型， 未发生突变。 讨 论： 3、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100%的复制吗？为什么？ 克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但核外还 有少部分DNA（如线粒体DNA）来自受体卵母细胞。 不是 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） 动物核移植 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 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： 1.1.加速家畜遗传改良的加速家畜遗传改良的 进程进程 2.2.保护濒危物种保护濒危物种 3. 3. 生产医用蛋白质及生产医用蛋白质及 组织器官的移植组织器官的移植 4.4.了解胚胎发育和衰老了解胚胎发育和衰老 过程；追踪研究疾病的过程；追踪研究疾病的 发展过程和治疗疾病发展过程和治疗疾病 体细胞核移植技术存在的问题 1、成功率低 成活率不到10% 2、克隆动物存在健康问题。 绝大多数克隆动物存在健康问题并绝大多数克隆动物存在健康问题并 表现出遗传和生理缺陷：如体型过大，表现出遗传和生理缺陷：如体型过大， 异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫 失调等。失调等。 1、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是（ ） A. 细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡过程中 B. 动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐 、生长素和动物血清等 C. 动物细胞培养的目的是获得大量的细胞 D. 动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶处理 D 2、治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺 和器官