动物细胞工程课件.ppt

专题2 2动物细胞工程 1 知识目标 1 简述动物细胞培养的过程2 动物细胞培养的特点3 细胞株与细胞系的区别4 动物细胞培养的条件5 简述动物细胞培养的应用6 图示体细胞核移植的过程7 体细胞核移植选什么作受体细胞 为什么 2 知识目标 8 促进动物细胞融合的方法 9 单克隆抗体的制备过程10 传统抗体与单克隆抗体的特点11 杂交瘤细胞的特点12 10代以内的传代细胞具有什么特点 3 动物细胞工程的基本技术 4 2003年 月 日下午 12岁的四川简阳少年小林放学路上捡了些鞭炮 并把里面的火药抖出来 蹲在地上将其点燃 导致面部 四肢不幸被严重烧伤并感染 在当地医院治疗半月后 于4月22日转入武警四川消防总队医院烧伤整形科 为了挽救儿子的生命 小林的爸爸 妈妈向医生恳求 割我们的皮给儿子吧 烧伤整形科主任魏平经不起这份亲情的重托 最终 妥协 了 同意进行这种国内极其罕见的亲体皮肤移植手术 细胞培养图 阅读资料 儿子捡鞭炮严重烧伤感染 父割千块皮肤 5 思考一下 1 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 3 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的皮肤 缺少皮肤的保护作用 第一道防线 第二道防线是溶菌酶 吞噬细胞等 第三道防线是细胞 体液免疫系统 自己的 不发生免疫排斥反应 动物细胞培养 6 一 动物细胞培养 1 概念 就是从动物机体中取出相应的组织 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 原理 细胞增殖 7 8 2 过程 取材 选取动物胚胎或幼龄动物的组织 器官 分裂能力强 分散成单个细胞 用胰蛋白酶 PH 8 9 或胶原蛋白酶 一 动物细胞培养 制成细胞悬液 用培养液将分散的细胞制成细胞悬液 原代细胞培养 动物组织消化后的初次培养 9 传代细胞培养 贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养 让细胞继续增殖 一 动物细胞培养 10 动物胚胎或幼龄动物的组织 器官 细胞悬浮液 胰蛋白酶 10代细胞 原代培养 40 50代细胞 传代培养 细胞株 无限传代 细胞系 单个细胞 加培养液 11 3 动物细胞培养过程的基本概念 细胞贴壁 细胞在培养过程中 分散的细胞贴附在瓶壁上 接触抑制 贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时 细胞会停止分裂增殖 一 动物细胞培养 12 细胞在贴壁生长过程中 随着细胞分裂 数量不断增加 最后形成一个单细胞层 此时细胞间相互接触 细胞分裂和生长停止 数量不再增加 贴壁生长 接触抑制 13 细胞贴壁过程 培养瓶或培养皿壁要求 表面光滑 无毒 易于贴附 14 3 动物细胞培养过程的基本概念 细胞株 细胞在传代培养中 传到10代左右就不容易传下去 少数细胞度过危机可继续传下去 这些存活细胞能传40 50代 这种传代细胞叫细胞株 其遗传物质没有改变 细胞系 极少数细胞株细胞度过危机 遗传物质改变 带有癌细胞特点 可无限制的传下去 这部分细胞叫细胞系 15 1 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 答 因为这些组织或器官 分裂能力旺盛 易于培养 讨论 过程 2 为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞 答 成块组织中细胞与细胞靠在一起 限制了细胞的生长和增殖 且细胞不能与培养液充分接触 不利于培养 16 3 胰蛋白酶的作用是什么 由此可说明细胞间的物质是什么成份 能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗 为什么 答 催化蛋白质水解 细胞间的物质主要是蛋白质 胶原蛋白等 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 讨论 过程 17 4 目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代以内 为什么 因为10代以内的细胞遗传物质不改变 保持正常二倍体核型 5 用胰蛋白酶处理不会把所培养的细胞消化掉吗 控制好时间 长时间处理当然会损伤细胞 18 4 动物细胞培养条件 无菌 无毒环境可以培养基中加一些抗生素 以防培养过程的污染 定期更换培养液 以便清除代谢产物 防止代谢产物积累对细胞自身造成危害 一 动物细胞培养 19 营养条件 水 无机盐 葡萄糖 氨基酸 作为氮源 生长因子 维生素等 可加血清 血浆等天然成分 一 动物细胞培养 温度和PH值温度 36 5 0 5OCPH 7 2 7 4 20 气体环境95 氧气 细胞代谢所需 5 二氧化碳 维持培养液的PH值 一 动物细胞培养 21 5 实际应用 大规模生产生物制品 如单克隆抗体 基因工程的受体细胞 培养的动物细胞用于检测有毒物质 培养正常或病变细胞 用于生理 药理 病理研究 一 动物细胞培养 22 23 获得细胞 细胞的全能性 细胞株 细胞系 植物体 培养结果 或细胞分泌蛋白 快速繁殖 培育无病毒植株等 培养目的 葡萄糖 动物血清 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 植物组织培养和动物细胞培养的比较 24 1 动物细胞核移植技术的概念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 使其重组并发育成一个新的胚胎 这个新的胚胎最终发育成为动物个体 二 动物体细胞核移植技术和克隆动物 2 克隆动物的概念用核移植方法得到的动物称为克隆动物 25 3 核移植的种类胚胎细胞核移植 细胞分化程度低 恢复全能性容易 体细胞核移植 细胞分化程度高 恢复全能性困难 二 动物体细胞核移植技术和克隆动物 4 体细胞核移植的过程 26 去核卵母细胞 供体体细胞 重组细胞 重组胚胎 克隆动物 代孕母牛C 卵母细胞培养至减 中 供体细胞培养 高产奶牛A 供卵奶牛B 采用物理或化学方法激活重组细胞 使其完成细胞分裂和发育过程 细胞核移植 胚胎移植 27 胚胎移植 多莉羊的培育过程 28 1 为什么体细胞核移植技术要选M 期的卵母细胞作为受体细胞 讨论 过程 减 中期的卵母细胞 此时具备受精能力 细胞质中合成与分裂分化有关的物质 能刺激融合后重组细胞进行分裂分化 从而形成重组胚胎 2 选择卵母细胞作为受体细胞的原因是什么 大 易于操作 卵黄多 营养丰富 为发育提供充足的营养 激发重组细胞分裂分化 29 讨论 过程 3 为什么不直接用体细胞培养为动物 4 克隆属于什么生殖方式 5 克隆出来的奶牛是什么性别 6 克隆奶牛出现说明了什么 30 A 体细胞核移植技术的成功率非常低 B 克隆动物存在健康问题 表现出生理缺陷 遗传缺陷等 C 克隆动物食品的安全性问题存在争议 5 体细胞核移植技术存在的问题 31 6 体细胞核移植技术的应用前景 在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程 保护濒危物种 生产医用蛋白质及组织器官移植的供体 二 动物体细胞核移植技术和克隆动物 32 33 三 动物细胞融合 1 概念 也叫细胞杂交 指两个或多个动物细胞结合成一个细胞的过程 整合后的细胞叫杂交细胞 34 三 动物细胞融合 2 细胞融合方法 物理方法 离心 电刺激 振动化学方法 PEG 聚乙二醇 生物方法 灭活的病毒 35 细胞核 病毒颗粒 细胞核 灭活的病毒与细胞膜上的糖蛋白作用 使细胞相互融合 细胞膜上的糖蛋白分子和脂质重新排布 细胞膜打开 细胞融合 形成杂种细胞 四 动物细胞融合 36 四 动物细胞融合 37 三 动物细胞融合 3 细胞融合意义 突破了有性杂交的局限 使远缘杂交成为可能 用途 制备单克隆抗体 38 植物 动物细胞融合的比较 39 四 单克隆抗体的制备 生产 注射抗原 从动物血清中分离 问题 抗体产量低 纯度低 特异性差 传统抗体生产及特点 40 四 单克隆抗体的制备 B淋巴细胞受抗原刺激后 可以产生抗体 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 每一个淋巴细胞只能产生一种抗体 B淋巴细胞与抗体的关系 41 42 四 单克隆抗体的制备 3 单克隆抗体的制备 思路 克隆单一的浆细胞成为细胞群 同时解决浆细胞不能无限增殖的问题 将浆细胞与骨髓瘤细胞融合 43 44 四 单克隆抗体的制备 3 单克隆抗体的制备 过程 45 小鼠注射抗原 46 四 单克隆抗体的制备 3 单克隆抗体的制备 单克隆抗体的特点 特异性强 灵敏度高 可大量生产 单克隆抗体的原理 免疫原理细胞融合原理动物细胞培养原理 47 四 单克隆抗体的制备 3 单克隆抗体的制备 应用 作为诊断试剂用于治疗疾病和运载药物 48 四 单克隆抗体的制备 3 单克隆抗体的制备 杂交瘤细胞的特点 既能无限增殖 又能产生特异性抗体 49 练习 1 动物细胞融合和植物原生质体融合比较 在动物细胞融合中有特殊性的是 A 融合的原理B 融合的优点C 融合的诱导手段D 融合的过程 50 练习 2 动物细胞融合的目的中最重要的是 A 克服远缘杂交不亲和B 制备单克隆抗体C 培育新物种D 生产杂种细胞 51 练习 3 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 与骨髓瘤细胞融合的是 A 经过免疫的B淋巴细胞B 不经过免疫的T淋巴细胞C 经过免疫的T淋巴细胞D 不经过免疫的B淋巴细胞 52 练习 4 单克隆抗体制备过程中 骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后 要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞 在这种培养基上不能存活增殖的细胞是 淋巴细胞 小鼠骨髓瘤细胞 B淋巴细胞自身融合细胞 小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 杂交瘤细胞A B C D 53 练习 5 研究单克隆抗体治疗癌症的思路是 A 利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞B 以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞C 抗癌物质在克隆细胞中大量合成D 单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合 54 练习 6 只能使动物细胞融合的常用诱导方法 A PEGB 灭活的病毒C 电刺激D 离心7 生物导弹 是指 A 单克隆抗体B 杂交瘤细胞C 产生特定抗体的B淋巴细胞D 在单抗上连接抗癌药物 55 练习 8 下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中 不正确的是 A B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合 一般不需要灭活的仙台病毒或聚乙二醇诱导B 融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖 又能产生单克隆抗体C 体外培养时 一个效应B淋巴细胞可以产生抗体 但不能无限增殖D 单克隆抗体与常规抗体相比 特异性强 灵敏度高 优越性明显 A 56 图中B为 过程 常用 作为诱导剂 该细胞继承 的遗传特性 既能 又能 9 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法 设计的生产破伤风杆菌的抗体实验方案 该实验方案的目是 A是从小鼠的脾脏中取得 该细胞能够产生 制备单克隆抗体 B细胞 专一抗体 细胞融合 灭活病毒 双亲细胞 分泌专一抗体 无限增殖 57 1 下列与动物细胞培养有关的表述中 不正确的是 A 培养液通常含有葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素和动物血清B 原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞C 动物细胞培养一般能够传到40 50代 但其遗传物质发生了改变D 动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞 智力快餐 C 58 2 生物技术的发展速度很快 已灭绝生物的 复生 将不再是神话 如果世界上最后一只野驴刚死亡 以下较易成功 复生 野驴的方法是 A 将野驴的体细