动物细胞培养和核移植技术(上课用)[1].ppt

动物细胞培养和核移植技术。在第一类中，动物细胞工程的常用技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、单克隆抗体动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。问：植物细胞工程中常用的技术方法有哪些？植物组织培养，植物细胞杂交，从动物体内取出相关组织，将它们分散到单个细胞中，然后将它们置于合适的培养基中以使这些细胞生长和增殖。1.动物细胞培养1。动物细胞培养的概念、动物组织块、细胞悬液、原代培养、传代培养、胰蛋白酶或胶原酶处理和分散到单个细胞(幼动物的器官、组织或胚胎)中、加入培养液、用胰蛋白酶处理贴壁细胞等。要使细胞从瓶壁上脱落，合适的条件，2。动物细胞培养过程，1。原代培养：胰蛋白酶等后动物组织的原代培养。传代培养：细胞用胰蛋白酶处理，然后在瓶中培养。动物组织、单个细胞、细胞悬液、贴壁生长、烧瓶培养、细胞类型改变、细胞类型改变、细胞分裂和增殖在贴壁细胞生长到彼此接触时停止-细胞接触抑制发生。哪些细胞失去了接触抑制？在传代培养中，由于遗传物质的变化，少数细胞在50代以上可以无限增殖，并失去对肿瘤细胞的接触抑制。(3)接触抑制，动物胚胎或幼动物的组织和器官，胰蛋白酶，第10代细胞，无限传代(永生)，遗传物质变化，遗传物质不变，多细胞动物和人类细胞都生活在内部环境中，根据你对内部环境的了解，思考以下问题：1。细胞体外培养时应提供哪些物质？2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？P46讨论，充足的营养(糖、氨基酸、生长促进因子、无机盐、微量元素和其他合成成分以及血清和血浆等天然成分。)，适用于温度、酸碱度和气体环境；无菌无毒环境。动物细胞培养条件：1。无菌无毒环境(加入一定量的抗生素，定期更换培养液)2。营养(葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。)。)3、温度和酸碱度36.5(-)-0.5度，7.2-7.44，气体环境：O2和CO2(95%空气和5%CO2)，保证细胞的顺利生长和增殖，维持培养液的酸碱度，5、应用动物细胞培养，大规模培养和生产生物制品(病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体)。动物细胞作为受体细胞培养在基因工程中可用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性为治疗和预防癌症等疾病提供理论依据，思路：2。为什么我们选择动物胚胎或年轻个体的器官或组织作为动物细胞培养材料？1.动物细胞培养液的主要成分是什么？植物组织培养基的独特之处是什么？为什么组织细胞应该在培养前分散成单个细胞？4、动物细胞培养能像绿色植物组织培养一样最终培养成新的个体吗？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。其独特之处在于：1 .液体培养基2。成分中含有动物血清。由于这些组织或器官上的细胞活力旺盛，分裂能力强，不利于在集总组织中培养，将分散的细胞制成细胞悬液以利于培养。不。动物细胞培养只能增加细胞数量，不能发展成新的动物个体，细胞、细胞株、细胞系、植物或组织的全能性、培养结果、快速繁殖、无病毒植物的培养等。培养目的：葡萄糖、动物血清、蔗糖、植物激素、培养基特殊成分、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、试用、二级、动物细胞培养和核移植技术。动物细胞核移植技术和动物克隆，将动物的一个细胞核移植到卵母细胞中，从卵母细胞中取出细胞核进行重组并发育成新的胚胎，最终发育成单个动物(克隆动物)。1.动物细胞核移植概念：(困难)，细胞质，细胞核，细胞核移植，多利羊繁殖过程，2。体细胞核移植过程：请看教材P48图2-21，思考：1。核转移的受体细胞是什么？什么时候？使用这个细胞作为受体细胞有什么好处？2.用什么方法可以激活受体细胞来构建重组胚胎？M中期卵母细胞的诱导方法：物理或化学方法激活受体细胞，完成细胞分裂和发育过程。卵母细胞体积大，易于操作。它富含营养，为早期胚胎发育提供营养。它含有激活细胞核并显示全能性的物质。胚胎移植，2。体细胞核移植过程(动物体细胞克隆)，原理：动物细胞核全能，显微操作，3。体细胞核移植技术的应用前景：1。加快家畜遗传改良的进程。保护濒危物种，3。生产医用蛋白质和组织器官移植，4。了解胚胎发育和衰老的过程；跟踪研究疾病的发展过程，治疗疾病。体细胞核移植技术P173存在的问题，(1)成功率很低，(2)克隆动物的成功率低，表现出过早衰老、生理缺陷等健康问题，而绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷：如体型过大、异常肥胖、发育困难、器官缺陷、免疫障碍等。为什么在体细胞核移植到受体卵母细胞之前，必须去除受体卵母细胞的细胞核？为了使核移植胚胎或动物的所有遗传物质来源于动物提供的具有重要利用价值的体细胞，在供体细胞核移植到受体细胞之前，受体细胞的遗传物质必须被去除或破坏。一般来说，当培养的动物细胞传代至10 50代左右时，一些细胞核类型可能发生变化，细胞遗传物质可能发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞的正常遗传基础，通常使用10代以内的细胞。用于核移植的供体细胞通常在10代内选择细胞。想想看，为什么？你认为通过上述体细胞核移植方法生产的克隆动物是100%的供体动物吗？为什么？克隆动物的大部分DNA来自供体细胞核，但细胞核外仍有少量DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。此外，尽管动物的遗传基础完全相同，但动物某些行为和习惯的形成与它们所处的环境有很大关系。核移植动物生活的环境将不会与克隆动物生活的环境完全相同，它们的行为和习惯也不会与核移植动物完全相同。从这个角度来看，克隆动物不会是100%复制的核供体动物。1。动物细胞培养材料，通常取胚胎组织或幼动物组织或器官，请说明原因。细胞的衰老与动物机体的衰老密切相关。细胞的增殖能力与供体的年龄有关。幼小动物的增殖能力强，有丝分裂速度快因此，总的来说，年轻动物的组织细胞比年老动物的更容易培养。同样，组织细胞分化程度越低，增殖能力越强，因此更容易培养。肿瘤组织或细胞正常组织或细胞，扩张-动物组织或细胞培养物的容易性，幼虫组织或细胞老化组织或细胞，低分化程度的组织或细胞高分化程度的组织或细胞，思考和探索(教科书P50)，思考和探索(教科书P50)，2。动物细胞培养经历去分化过程吗？为什么？动物细胞培养不需要去分化。因为高度分化的动物细胞的发育潜力变窄，并且它们发育成完整个体的能力丧失，所以动物细胞不具有类似于植物组织或细胞培养的去分化过程。为了使培养的动物细胞定向分化，通常定向诱导动物干细胞分化为所需的组织或器官。1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫露辛达的奶牛，年产奶量为30.8吨，创下了世界最高产奶量的新纪录。目前，世界各国高产奶牛的年均产奶量一般在10吨以上，而中国奶牛的年均产奶量只有3 4吨。(1)体细胞核移植技术能克隆高产奶牛露辛达吗？请说明理由。是的。露辛达产奶量高，是高产奶的遗传基础。利用露辛达的体细胞克隆的奶牛遗传物质基本上都来自这头奶牛。它的克隆牛有高产的遗传基础。如果精心栽培和饲养，它们可能会在全世界推广。克隆牛和高产公牛可以自然繁殖，获得许多高产后代，从而加快奶牛的改良进程。这种克隆牛不能无限期地推广，其数量也不能太多，尤其是在小范围内，以免因牛群近亲繁殖而导致种质下降。(2)如果你被赋予克隆高产奶牛露辛达的任务，你将如何克隆它？从卢辛达的耳朵上切下一小块组织(也可以使用其他组织和器官，并且耳朵可以容易地在体内取出)，并且通过体外培养获得组织的细胞(例如软骨组织)。从屠宰场取出废弃的牛卵巢，提取卵母细胞，体外培养成熟。微针用于移除卵母细胞的细胞核，耳细胞被注射到卵母细胞中，并且电刺激用于将卵母细胞与体细胞融合，然后供体细胞核进入受体卵母细胞，并且电刺激或化学物质用于激活注射到体细胞核中的卵母细胞以完成减数分裂和发育过程。核移植胚胎在体外培养一小段时间后，选择正常卵裂胚胎，并植入同期发情的受体牛体内。体细胞核移植的研究和应用中存在哪些问题？请参考相关信息，了解该领域的最新发展。研究：克隆动物基因组重编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高，死亡率高，易发生早衰。这些问题仍在研究中。应用：克隆动物生产成本高，离大规模应用还有一定距离。动物细胞培养技术是如何发展的？1907年，哈里森在无菌条件下用淋巴液作为培养基培养青蛙胚胎神经组织数周，并观察神经细胞的生长过程，从而创造了一种盖有酒窝的玻璃滴培养法，为动物组织的体外培养奠定了基础。此后，有人将悬滴培养法改进为双盖板培养，提高了传代效率，减少了污染。1923年，卡雷尔设计了卡尔费希尔瓶培养法，以扩大组织的生存空间。1951年，厄尔发明了一种人工合成培养基，用于体外培养动物细胞。1951年，波美拉特设计了一个灌注室，使细胞能够生活在不断更新的培养基中，这便于显微摄影和细胞代谢研究。1957年，格拉夫利用灌注技术进一步提高了细胞悬浮培养的效率。1957年，Dulbecco等人通过胰蛋白酶消化和液体培养基获得单层细胞培养物。单层培养的出现极大地促进了组织培养的发展。从那时起，单层培养已经成为广泛使用的组织培养技术。20世纪60年代后，大规模动物细胞培养技术开始起步并逐步发展。20世纪80年代以后，随着基因工程和其他细胞工程技术的发展，细胞培养技术已经成为转基因技术、生物制药等许多技术的基础，并在现代生物技术中发挥着重要作用。2.为什么动物细胞需要分散到单细胞培养物中？什么物质被酶消化了？细胞的原代培养可分为单细胞培养、细胞组(组)和组织培养。继代培养后，最终培养所有细胞。细胞分散成单个细胞和细胞群(团)后，易于培养，细胞所需的营养易于供给，其代谢废物易于排出；然而，当使用大规模组织培养时，很难向内部细胞提供营养和排泄代谢废物。因此，这些细胞很难在体外长时间存活和生长。同时，分散到单细胞培养物中能够实现在细胞水平上操作的其他技术。酶消化细胞间基质。细胞间基质的主要成分包括胶原、层粘连蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白等。蛋白酶可以用来消化它，从而使细胞彼此分离。(3)为什么我选择M卵母细胞作为体细胞核移植的受体细胞？在核移植技术中，通常有M卵母细胞和受精卵(合子)可用作受体细胞。受精卵在早期核移植技术中被普遍使用，然后M卵母细胞基本上被用来代替受精卵，主要是因为不同的细胞质环境。有人认为重组所需的因子存在于M卵母细胞的细胞质中，这些因子在原核形成过程中已被降解或消耗殆尽。因此，原核扩增后受精卵的去核可能导致细胞质中缺乏重组因子。成熟促进因子是卵母细胞细胞质中一个重要的细胞质影响因子。在卵母细胞减数分裂的MI期和M期，多聚半乳糖醛酸酶的活性最高。受精或激活后，MPF迅速失活。因此，M期卵母细胞的多聚