动物细胞工程复习课件

动物细胞工程,问题讨论,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,动物细胞与组织培养,体细胞克隆,单克隆抗体技术,细胞核移植,动物细胞工程常用技术,动物细胞融合,动物细胞与组织培养是动物细胞工程的基础,一、动物细胞和组织培养,由来：20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。,概念：,在体外模拟动物体内环境，将动物细胞或组织在无菌、温度适宜和营养充足的条件下培养，使其继续生长、增殖并维持原有结构和功能的技术。,取材：,动物胚胎或幼龄动物的器官,细胞培养与组织培养的区别：,细胞培养过程中需要用胰蛋白酶使组织块中的细胞离散,动物细胞培养的条件:,1.无菌无毒的环境2.营养：葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生素、核酸、嘌呤、激素和生长因子3.温度和pH4.气体环境,培养基种类,根据营养物质来源分,天然培养基：动物血清、动物组织提取液、鸡胚汁，特点：营养价值高、成分复杂,合成培养基：特点：人工配制的，成分明确，便于控制，仍需添加动物血清。,培养的对象：幼龄组织或细胞、分化程度低的组织或细胞、肿瘤组织或细胞,动物细胞培养过程：,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,传代培养,无限传代,单个细胞,加培养液,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。,（分解弹性纤维）,动物细胞的培养过程,幼龄动物,取动物器官和组织,剪碎组织,胰蛋白酶处理,细胞培养,单个细胞,动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础,思考讨论：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？,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，获得单个细胞。,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1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。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10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到4050代，这种传代细胞为细胞株。细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分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，这种传代细胞为细胞系。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。,动物细胞培养技术的应用:,1.蛋白质生物制品的生产如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2.健康细胞培养培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植3.细胞的生理、药理、病理研究,植物组织培养和动物细胞培养的比较,思考：,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？较植物组培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,二、体细胞核移植与动物体细胞克隆,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细胞内技术.,动物体细胞克隆是将供体细胞的细胞系与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术.,动物体细胞克隆的关键是细胞核移植技术。,1.克隆羊培育过程,另一头绵羊的子宫,细胞质,细胞核,细胞核移植,多莉羊的培育过程,体细胞核移植技术的应用前景,克服动物种间杂交繁殖障碍，创造新物种,不足：成功率低,用动物体细胞进行克隆的过程,其实际操作过程是什么？,动物克隆过程的实际是细胞核移植,克隆动物的研究意义,1.克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白2.改良动物品种3.治疗人类疾病，作为供体4.保护濒危动物,体细胞核移植技术存在的问题：,许多克隆动物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，免疫失调等。,三、动物细胞融合与单克隆抗体,1、动物细胞融合,细胞融合是在一定条件下，将2个或多个细胞融合为一个细胞的过程。,两个细胞正在融合,受精作用,动物细胞融合,细胞A,细胞B,杂种细胞,生物法(灭活的病毒),物理法化学法,仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒,物理法效率高，对细胞伤害小，易操作、控制和观察。,细胞融合后还需对融合细胞筛选和检测,用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程,细胞融合与融合诱导细胞融合物质：,诱导剂：仙台病毒、聚乙二醇（PEG）诱导细胞融合的仙台病毒必须灭活。思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？不灭活行吗？,因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，不灭活的话会感染细胞，而不能诱导细胞融合。,细胞融合技术应用于哪些方面？,细胞学、遗传学、免疫学及制备单克隆抗体。,2、单克隆抗体,什么是抗体？抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。,B淋巴细胞与抗体的关系：,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。,传统的抗体的生产方法及缺陷是什么？怎样解决这个问题？,将抗原反复注射到动物体内，然后从动物血清中分离,产量低，特异性差，纯度低,解决方法：采用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群，产生化学性质单一，特异性强的抗体。,单克隆抗体,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。特点：特异性强、灵敏度高,如何大量生产单克隆抗体？,淋巴细胞产生抗体的功能肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞,单克隆抗体制备过程,细胞融合、筛选,足够数量的、能产生特定抗体的细胞群,单克隆抗体,思考：,1、本过程利用了哪些原理？,免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理,2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？,这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有B细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体,单克隆抗体的应用,与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显。,应用主要有：,1、临床诊断,2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿瘤,资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内“病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。,植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,1.动物细胞工程技术的基础是：（）A动物细胞融合B胚胎移植C动物细胞培养D核移植,在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）A结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同,.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细