2.2.1动物细胞培养和核移植技术

专题2 细胞工程 动物细胞工程 课题2 单克隆抗体等 动物细胞工程常用的技术 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 植物组织培养 植物体细胞杂交 回顾 植物细胞工程常用的技术手段有哪些 动物胚胎或幼龄动物的组织 器官 胰蛋白酶 单个细胞 加培养液 制成 细胞悬液 培养瓶中培养 部分细胞 癌变 无限传代 动物细胞培养不能最终培养成动物体 50代细胞 原代培养 传代培养 细胞贴壁 剥离 分瓶 细胞株 细胞 细胞系 2 动物细胞培养过程 增殖能力强 分裂旺盛 分化程度低 容易培养 去掉组织间蛋白 动物细胞培养 如何进行细胞培养 培养时又需要提供哪些必要条件呢 动物细胞培养和核移植技术 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 一 3 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 2 接触抑制 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时 细胞就会停止分裂增殖 这种现象称为细胞的接触抑制 动物细胞培养特点 贴壁生长 接触抑制 3 原代培养 primaryculture 定义 指将要培养的动物细胞取出后 先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞 然后配制成一定浓度的细胞悬液 再将该悬液放入培养瓶中培养 过程 从动物机体中取出组织 剪碎 加胰蛋白酶 细胞游离 制成细胞悬液 将细胞接种到培养瓶内 培养 1 2天换一次培养液 细胞贴壁生长 长成单层细胞 定义 当原代培养的细胞生长停止 这时如果要使细胞继续生长 就要及时用胰蛋白酶等 使细胞从瓶壁上脱离下来 然后加入新的培养液 将细胞分离稀释 并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内 这个过程称传代培养 4 传代培养 subculture 细胞株 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞 能传到40 50代 其遗传物质没有发生变化 细胞系 传到40 50代后有部分细胞遗传物质发生了变化 带有癌变的特点 可能在培养条件下无限制的传代下去 这种传代细胞称为细胞系 细胞株和细胞系的区别 细胞系的遗传物质改变 具有癌细胞的特点 失去接触抑制 容易传代培养 知识点小结 各个新名词之间的联系 遗传物质改变 1 无菌 无毒的环境 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 维生素 动物血清 微量元素等 3 温度和PH温度36 5 0 5度 pH7 2 7 44 气体环境O2和CO2 95 空气和5 CO2 4 动物细胞培养条件 保证细胞顺利的生长增殖 能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶 5 动物细胞培养技术的应用 1 生产蛋白生物制品 病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体等 4 用于检测有毒物质 3 获得大量自身的皮肤细胞 用于植皮 5 用于生理 病理 药理等方面的研究 为治疗和预防疾病提供理论依据 2 作为基因工程的受体细胞 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 6 植物细胞和动物细胞培养的比较 本节内容小结 1 动物细胞培养过程涉及的概念细胞贴壁 细胞的接触抑制 原代培养 传代培养 细胞株 细胞系 3 植物细胞和动物细胞培养的比较 4 动物细胞培养技术的应用 2 动物细胞培养条件 2 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 1 动物细胞培养液的主要成分是什么 较植物组织培养培养基有何独特之处 3 为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞 4 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 主要成分 葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素和动物血清等 独特之处有 1 液体培养基2 成分中有动物血清等 因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛 分裂能力强 成块组织不利培养 分散了做成细胞悬浮液利于培养 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 练一练 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 二 克隆技术 1 概念 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 一般指DNA克隆 b 细胞水平上 指一个单一的细胞分裂所形成的细胞群体 c 个体水平上 指基因型完全相同的两个或一个群体 2 克隆的条件 a 具有包含五种完整基因组的细胞核的活细胞 乳腺上壁细胞 b 能有效调控细胞核发育的细胞质物质 去核的卵细胞质 c 完成胚胎发育的必要的环境条件 诱导核 质重组细胞生长 分化的实验条件和怀胎母体的子宫环境 3 技术基础 1 植物克隆的技术基础是组织培养2 动物克隆的技术基础是动物细胞培养 动物细胞特点 分化潜能变窄 随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制 分化潜能变窄 这是指整体细胞而言 细胞核仍具有全能性 细胞核 它含有保持物种遗传性所需的全套基因 而且并没有因细胞分化而丢失基因 因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性 想一想 根据动物细胞核仍具有全能性的特点 怎样将动物细胞的全能性表达 再想一想 利用动物体细胞核移植技术 1 概念 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动物个体 核移植 难度高 受体细胞 M 期的卵母细胞 三 动物体细胞核移植技术 细胞分化程度低 恢复全能性容易 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 体细胞核移植的过程 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 细胞核移植 供体细胞 供核 细胞培养 体细胞 卵巢卵母细胞 M 中期 供质 去核 无核卵母细胞 注入 细胞融合 重组细胞 构建重组胚胎 胚胎移植 代孕母体 生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛 归纳 1 共分成两大阶段 核移植和胚胎移植2 取卵母细胞作受体细胞的原因是 它是最大的细胞 易操作 含有激发细胞核全能性的物质3 严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状 2 体细胞核移植过程 供体细胞培养 M 卵母细胞 减数第二次分裂中期 去核的卵母细胞 供体细胞注入去核卵母细胞 受体细胞激活 完成减数分裂 发育 胚胎移植 核移植图片 多莉与 母亲 1 遗传素质完全一致的克隆动物将更有利于开展对动物 人 生长 发育 衰老和健康等机理的研究 2 有利于大量培养品质优良的家畜 3 经转基因的克隆哺乳动物 将能为人类提供源源不断的廉价的药品 保健品以及较易被人体接受的移植器官 4 科学家将很快地从目前的同种克隆技术推进到异种克隆 即借腹怀胎的新领域 这无疑将大大促进对濒临灭种的哺乳动物的保护工作 克隆技术将对21世纪产生的重大影响 四 体细胞核移植技术的应用前景 1 加速家畜遗传改良进程 促进优良畜群繁育 2 保护濒危物种 增加存活数量 3 克隆动物作为生物反应器 生产医用蛋白 4 可以作为异种移植的供体 可以用于组织器官的移植 五 体细胞核移植技术存在的问题 胚胎移植 动物幼体产出概率 10 克隆动物存在着健康问题克隆动物的食品安全性问题存在争议 知识点小结 动物体细胞核移植技术和克隆动物 1 克隆动物的概念 2 体细胞核移植技术的过程 3 体细胞核移植技术的应用前景 4 体细胞核移植技术存在的问题 1 动物细胞培养要经过脱分化吗 为什么 2 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 课后习题 3 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质外 长时间的作用也会消化细胞膜蛋白 对细胞有损伤作用 因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间 5 什么叫单层细胞培养1957年 科学家采用胰蛋白酶消化处理和应用液体培养基的方法 获得了单层细胞培养 单层培养法的出现 对细胞培养的发展起了很大的推动作用 4 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 其中蛋白质为白蛋白和球蛋白 氨基酸有多种 是细胞合成蛋白质的基本成分 有些动物细胞