第四节动物细胞工程

1、第四节动物细胞工程第一节动物细胞工程的主要领域及意义单克隆抗体与现代医学动物胚胎工程与畜牧业动物细胞规模化培养与现代医药业动物克隆的有益应用单克隆抗体技术与现代医学 1975年英国科学家milstein和kohler将产生抗体的淋巴细胞同肿瘤细胞融合，成功建立了单克隆抗 体技术，而获得1984年诺贝尔医学和生理学奖。b b淋巴细胞淋巴细胞肿瘤细胞肿瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞融合融合单克隆抗体技术的最主要优点是可以用不纯的抗原分子大量制备纯一的单克隆抗体。 单克隆抗体技术是用骨髓瘤细胞（myeloma cell）与经特定抗原免疫刺激的b淋巴细胞（abtigen stimulated blymph

2、oblast）融合得到杂交瘤细胞（hybridoma cell），杂交瘤细胞既能像骨髓瘤细胞那样体外无限繁殖，有具有b淋巴细胞产生特异性抗体的能力。因此，单克隆抗体技术又称杂交瘤技术（ hybridoma technology）淋淋巴巴细细胞胞杂杂交交瘤瘤技技术术的的示示意意图图单克隆抗体具有高度的特异性与灵敏性，可提高疾病诊断准确性单克隆抗体疫苗可增加疫苗的安全性单克隆抗体用于某些肿瘤治疗单克隆抗体还可以广泛用于各种基础医学研究二、胚胎工程与畜牧业l利用胚胎技术可以以工厂形式大批量生产优质胚胎，从而可以降低胚胎成本，扩大移植胚的来源，书农畜动物胚胎移植的推广应用成为可能l体外受精可以准确地确

3、定受精时间和胚胎发育阶段，因此利用体外受精技术进行核移植、性别控制和基因导入，可望工厂化生产遗传稳定、生产性能优良的家畜，以加快农畜良种化三、动物细胞过膜化培养与现代医药动物细胞培养的产物人疫苗：小儿麻痹症、狂犬、风疹、乙肝表面抗原等动物疫苗：口蹄疫、鸡瘟疫、猪霍乱、牛痢疾、犬瘟等酶：尿激酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、胶原酶等激素：促红细胞生成素、绒膜促性腺激素、生长激素等免疫调节因子;白细胞活化因子、胸腺素、白细胞介素、干 扰素等四、动物细胞克隆技术的有益应用 生物繁殖后代通常是以精、卵细胞结合的有性生殖方式进行。通过营养体细胞繁殖个体的方法称为无性繁殖。克隆是指离体条件下的无性繁殖 英国ppi生

4、物技术的罗斯林（roslin）研究所的维尔穆特(wilmut)博士1997年2月27日在世界著名权威杂志nature宣布的用乳腺细胞的细胞核克隆出一只绵羊“ 多莉 (dolly) ”的消息。“多莉”的诞生，既说明了体细胞核的遗传全能性，也翻开了人类以体细胞核竞相克隆哺乳动物的新篇章。此项技术因而荣登美国science周刊评出的1997 年十大科学发现 的榜首多莉多莉克隆猴克隆猴动物克隆技术至少在以下几个方面具有广阔的应用前景保存优良的动物品种拯救濒临灭绝的珍惜动物利用克隆动物工厂生产蛋白质药物，发展新型的医药产业利用克隆技术生产人类器官。扩大器官移植所需要的器官来源体细胞克隆哺乳动物意义体细胞

5、克隆哺乳动物意义干细胞的研究与发展前景干细胞的研究与发展前景 长期以来，人类一直在研究和寻找能治长期以来，人类一直在研究和寻找能治愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。 随着现代科学技术的发展，尤其是干细随着现代科学技术的发展，尤其是干细胞的研胞的研 究，人类的这些幻想正在逐步变成究，人类的这些幻想正在逐步变成现实。现实。 19981998年，美国年，美国科学科学杂志将干细胞的杂志将干细胞的研究成果列在十大科学进展的首位。研究成果列在十大科学进展的首位。 长期以来，人类一直在研究和寻找能治长期以来，人类一直在研究和寻找能治愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方

6、法。愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。 随着现代科学技术的发展，尤其是干细随着现代科学技术的发展，尤其是干细胞的研胞的研 究，人类的这些幻想正在逐步变成究，人类的这些幻想正在逐步变成现实。现实。 19981998年，美国年，美国科学科学杂志将干细胞的杂志将干细胞的研究成果列在十大科学进展的首位。研究成果列在十大科学进展的首位。细胞是机体组成的基本单位细胞是机体组成的基本单位 干细胞定义干细胞定义 干细胞（干细胞（stem cellstem cell）即起源细胞。在细胞的分化过程中，）即起源细胞。在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度化分而完全失去了再分裂的能力，最终细胞往往由于高度化分而完全

7、失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。留了一部分未分化的原始细胞。 因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。 干细胞形态特征：干细胞形态特征：圆形，椭圆型，体积小，核质比大，具有较强的端粒酶圆形，椭圆型，体积小，核质比大，具有较强的端粒酶活性，因此具有较强增殖能力。活性，因此具有较强增殖能力。干细胞的分类 全能干细胞全能干细胞 多能干细胞多能干细胞 单能干细胞单能干细胞按分化潜能按分化潜能按发育状态按发育状态胚胎干细胞胚胎干细

8、胞成体干细胞成体干细胞全能干细胞：全能干细胞： 具有形成完整个体的分化潜能。具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞如胚胎干细胞（eses细胞细胞）多能干细胞：多能干细胞： 具有分化出多种细胞组织的潜具有分化出多种细胞组织的潜能。如造血干细胞、神经细胞。能。如造血干细胞、神经细胞。单能干细胞：单能干细胞： 只能向一种或两种密切相关的只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。如上皮组织基细胞类型分化。如上皮组织基底层的干细胞，肌肉中的成肌底层的干细胞，肌肉中的成肌细胞。细胞。胚胎干细胞 es细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用es

9、细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。在未来几年，es细胞移植和其它先进生物技术的联合应用很可能在移植医学领域引发革命性进步。成体干细胞成体干细胞 成年动物的许多组织和器官，比成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具有修复和再生如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。平衡。

10、 干细胞的用途 治疗遗传性疾病和恶性肿瘤。治疗遗传性疾病和恶性肿瘤。 以干细胞为种子培育成某些组织和器官，以干细胞为种子培育成某些组织和器官，用于移植医学。用于移植医学。 抗衰老，延年益寿。抗衰老，延年益寿。干细胞工程干细胞工程核移植核移植去核胚胎干细胞去核胚胎干细胞组装胚胎干细胞组装胚胎干细胞组织干细胞组织干细胞各种组织器官各种组织器官体体外外诱诱导导培培养养干细胞治疗的进展 科学家们认识到干细胞可能成为一种科学家们认识到干细胞可能成为一种“拯救生命拯救生命”的有效的疾病治疗手段。的有效的疾病治疗手段。 例如：小剂量纯化的造血干细胞足可使例如：小剂量纯化的造血干细胞足可使患者骨髓再生，可以避

11、免肿瘤病人进行患者骨髓再生，可以避免肿瘤病人进行自体骨髓移植时所致的瘤细胞（尤其是自体骨髓移植时所致的瘤细胞（尤其是白血病细胞）污染。白血病细胞）污染。 例如：成熟的神经系统中存在的干细胞，例如：成熟的神经系统中存在的干细胞，在某些因素诱导作用下，可增殖和定向在某些因素诱导作用下，可增殖和定向分化，给神经退行性疾病（如帕金森氏分化，给神经退行性疾病（如帕金森氏病）、骨髓损伤患者带来新的希望。病）、骨髓损伤患者带来新的希望。造血干细胞 造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。 造 血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性转移性肿瘤疾病的最有效方法。 与骨髓移植和外周血干细胞移植相比，脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制，对hla配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染。神经干细胞 神经干细胞的研究尚处初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。给帕金森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经细胞，可治愈部分患者的症状。体内干细胞的意义体内干细胞的意义 在于源源不断地补充体内一些短命组织的细在于源源不断地补充体内一些短命组织的细胞来源，如血液细胞、皮肤细胞以及精巢等，胞来源，如血液细胞、皮肤细胞以及精巢等，或者组织或器官受到局