动物细胞工程 ppt课件

专题2细胞工程 动物细胞工程 单克隆抗体等 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 是其他动物细胞工程技术的基础 动物细胞工程常用的技术 1 动物细胞培养 从动物机体中取出相关组织 将它们分散成单个细胞 然后放在适宜的培养基中 让这些细胞生长和增殖 1 1概念 2 2 1动物细胞培养和核移植技术 1 植物组织培养过程将组织分散成单个细胞的吗 动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的吗 没有 是 思考题 为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢 如何将动物组织分散成单个的细胞呢 成块的组织细胞靠在一起 彼此限制了细胞的生长和增殖 先用剪刀剪碎 后用蛋白酶处理 思考题 细胞膜的主要成份是什么 蛋白质和磷脂 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 胰蛋白酶水解蛋白质 细胞间的成份是蛋白质 胰蛋白酶能将细胞消化掉吗 能 8 能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗 为什么 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胰蛋白酶的最适pH较接近 思考题 9 动物细胞培养瓶内表面为何要光滑 无毒 易于培养细胞贴壁 进行生长增殖 10 培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂 增殖 当贴壁细胞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 11 如此时细胞数量并未达到人们的需求 应该怎样办 将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶处理 然后继续增殖 这样的过程叫做传代培养 思考题 12 传代培养的细胞能一直传代下去吗 13 有些为何能一直传下去 不都能 发生突变 朝着癌细胞方向发展 思考题 14 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 因为10 50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 思考题 15 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 动物细胞培养只能使细胞数目增多 不能发育成新的动物个体 思考题 1 2动物细胞培养过程 胚胎或幼龄动物的组织器官 比老龄动物的组织细胞增殖能力强 有丝分裂旺盛 分化程度越低 繁殖能力越强 越容易培养 剪碎 胰蛋白酶 1 2动物细胞培养过程 胚胎或幼龄动物的组织器官 细胞悬液 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 细胞贴壁过程 1 2动物细胞培养过程 胚胎或幼龄动物的组织器官 细胞悬液 剪碎 胰蛋白酶 原代培养 贴壁生长接触抑制 传代培养 洗涤 稀释 分离 原代细胞 原代培养 从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞 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 3 有关概念 1 2动物细胞培养过程 胚胎或幼龄动物的组织器官 细胞悬液 剪碎 胰蛋白酶 原代培养 贴壁生长接触抑制 传代培养 洗涤 稀释 分离 原代细胞 传代细胞 10代以内 保持正常二倍体核型 1 2动物细胞培养过程 胚胎或幼龄动物的组织器官 细胞悬液 剪碎 胰蛋白酶 原代培养 贴壁生长接触抑制 传代培养 洗涤 稀释 分离 原代细胞 传代细胞 细胞增殖缓慢 核型可能变化 动物细胞培养不能最终培养成生物体 原代培养和传代培养 细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 无限传代 原代培养 传代培养 多数组织细胞固定在表面生长和分裂 随细胞增多 细胞就会停止分裂增殖 多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中 根据你所学的内环境的知识 思考以下问题 1 体外培养细胞时需要提供哪些物质 2 体外培养的细胞需要什么样的环境 葡萄糖 氨基酸 无机盐 促生长因子 微量元素等 适宜温度 PH和气体环境 无菌 无毒环境 讨论 1 3动物细胞培养的条件 1 无菌 无毒的环境 2 必须的营养物质 葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素 激素 促生长因子 动物血清等 思考 为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清 血清中含有蛋白质 氨基酸 葡萄糖 激素等 血清激素有胰岛素 生长激素等及多种生长因子 血清中还含有多种未知的活性物质 能促进细胞的生长 增殖和贴附 3 适宜的温度 36 5 0 5度 4 充足的氧气和适宜的酸碱度 O2和CO2 95 空气和5 CO2 1 3动物细胞培养的条件 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 大规模培养生产生物制品 病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体 作为基因工程中的受体细胞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为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据 应用 2 动物细胞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 2 1动物细胞核移植概念 分类 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 细胞分化程度低 恢复全能性容易 细胞分化程度高 恢复全能性不容易 2 2体细胞核移植的过程 请看教材P48图2 21 思考 1 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 M 中期卵母细胞 诱导方法 物理或化学方法激活受体细胞 完成细胞分裂和发育进程 讨论 1 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其破坏 多莉羊的培育过程 卵细胞 A母绵羊 B母绵羊 乳腺细胞 细胞质 细胞核 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 3 你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物 是对体细胞供体动物进行了100 的复制吗 为什么 绝大部分DNA来自于供体细胞核 但其核外还有少量的DNA 即线粒体中的DNA是来自于受体卵母细胞 此外 即便动物的遗传基础完全相同 但动物的一些行为 习性的形成与所处环境有很大关系 核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同 其形成的行为 习性也不可能和核供体动物完全相同 从这一角度看 克隆动物不会是核供体动物100 的复制 2 3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 2 保护濒危物种 3 医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植 4 了解胚胎发育和衰老过程 追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病 思考与探究 动物细胞培养要经过脱分化的过程吗 为什么 动物细胞培养不需经过脱分化过程 因高度分化的动物细胞发育潜能变窄 失去了发育成完整个体的能力 所以 动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了 动物细胞融合与单克隆抗体 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 1 概念 2 结果 3 原理 4 诱导方式 指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 形成单核的杂交细胞 细胞膜的流动性 物理法 离心 振动 电激 化学法 聚乙二醇 PEG 生物法 灭活的病毒 常用的灭活的病毒有 思考讨论 为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活 灭活的仙台病毒 灭活的疱疹病毒 5 过程 动物细胞A动物细胞B 诱导 融合 1个完整的杂交细胞AB 注意 动物细胞的融合也需要把多个两种细胞放在一起 让它们随机融合后 再从中筛选杂交细胞 6 意义 突破了有性杂交方法的局限 使远缘杂交 种间 属间 科间 动植物之间 成为可能 7 应用 成为研究细胞遗传 细胞免疫 肿瘤和生物新品种培育等的重要手段特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体 1 什么是抗体 2 抗体是由何种细胞产生的 抗体是具有免疫作用的蛋白质 受抗原刺激后 B淋巴细胞分化形成的浆细胞可以产生抗体 二 单克隆抗体 B淋巴细胞与抗体的关系 1 动物体内的B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 2 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 传统的抗体生产方法及缺陷是什么 怎样解决这个问题 常规抗体的缺陷 动物体内 刺激 浆细胞 抗体 抗原不纯 抗体不纯 筛选单一浆细胞 特异性差 纯度低 产量低 反应不够灵敏 不能增殖产生大量抗体 抗原 一 单克隆抗体的概念 由单个B淋巴细胞经过无性繁殖 克隆 形成基因型相同的细胞群 这一细胞群所产生的化学性质单一 特异性强的抗体称为单克隆抗体 2 怎样才能获得单克隆抗体 提示1 我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的 提示2 有什么方法能使B细胞产生抗体的能力和肿瘤细胞无限增殖能力同时具备呢 设计方案 一个B淋巴细胞 只分泌一种特异性抗体小鼠骨髓瘤细胞 能无限增殖 杂交细胞 2 怎样才能获得单克隆抗体 注射抗原 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 细胞融合 筛选 杂交瘤细胞 细胞培养 筛选 继续培养 足够数量的 能产生特定抗体的细胞群 单克隆抗体 单克隆抗体制备过程 体外培养 注射到小鼠腹腔 1 原理 杂交瘤细胞具有两个亲本的特性 即能迅速大量增殖 又能产生足够数量的单一抗体 诱导融合 2 过程 B淋巴细胞骨髓瘤细胞 B B细胞 B 瘤细胞 瘤 瘤细胞 选择培养 杂交瘤细胞 B 瘤细胞 克隆化培养 抗体检测 杂交瘤细胞 体外培养 小鼠腹腔内增殖 单克隆抗体 三 单克隆抗体的应用 单克隆抗体的优点 特异性强 灵敏度高 2 用于 运载药物 制成 生物导弹 治疗疾病 主要用于癌症治疗 优点 准确 高效 简易 快速 优点 疗效高 毒副作用小 1 作为诊断试剂 准确识别各种抗原物质 并与抗原特异性结合 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 小结 两个过程 动物细胞培养过程 单克隆抗体制备过程 三个 一 一个诱导细胞融合的新方法 灭活病毒 一个新细胞 杂交瘤细胞 一个优势 单克隆抗体特异性强 灵敏度高的优势 1 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 与骨髓疤细胞融合的是A 经过免疫的B淋巴细胞B 没经过免疫的T淋巴细胞C 经过免疫的T淋巴细胞D 没经过免疫的 淋巴细胞 A 巩固练习 2 动物细胞融合的目的中最重要的是A 克服远缘杂