动物细胞培养

首例胚胎移植成功首创动物组织体外培养法发现哺乳动物精子获能现象体细胞核移植成功试管家兔诞生创立单克隆抗体技术胚胎分割移植成功分离和培养小鼠胚胎干细胞克隆羊多莉诞生获得诱导多能干细胞单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生我国科学家首次培育了体细胞克隆猴1890年1907年1951年1958年1959年1975年1978年1981年1996年2006年2014年2017年动物细胞工程的发展历程

第2节动物细胞工程本节聚焦:动物细胞培养需要哪些基本条件？动物细胞培养的基本操作过程是什么？怎样客观分析干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？第二章细胞工程一、动物细胞培养（基础）二、动物细胞融合三、动物细胞核移植从社会中来通过细胞培养构建的人造皮肤思考：怎样获得大量的自体健康皮肤？能不能用自体皮肤的单个细胞培养可供的移植皮肤？

烧伤病人图片异体皮肤移植图片问题一：体外培育皮肤细胞实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件？【思考】1.内环境中的营养成分有哪些？2.内环境的理化性质？3.培养动物细胞除了上述2种条件，还需满足哪些条件？糖类、氨基酸、无机盐、维生素……（合成培养基）+血清温度、PH、渗透压无菌、无毒的环境气体环境1.营养①气体的组成及作用O2CO2②培养装置:培养皿或松盖培养瓶（含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱。）置于维持培养液的pH细胞代谢所必需CO2培养箱总结：细胞培养的条件2.无菌、无毒的环境3.温度、PH、渗透压4.气体环境问题二：若直接培养健康的皮肤组织，组织中的细胞与细胞紧密接触在一起，会限制其生长和繁殖，怎样解决这一问题？【思考】（P44旁栏思考）1.说明动物细胞间的物质主要是什么成分？2.用胃蛋白酶可以吗？动物组织分散成单个细胞机械法、胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理蛋白质不可以，因为胃蛋白酶的最适PH为1.5左右，动物细胞培养的适宜PH为7.2-7.4问题三：皮肤细胞培养一段时间后，可能出现因有害代谢物积累、营养物质缺乏，而引起细胞分裂受阻的现象，如何避免这样的情况发生？动物组织分散成单个细胞机械法、胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理加培养液细胞悬液培养液定时更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累，创造无毒的环境。问题四：皮肤细胞培养一段时间后，可能出现因细胞密度过大，以及贴壁细胞之间发生接触抑制，而引起的细胞分裂受阻的现象，怎样解决这个问题？【阅读教材P44，回答下列问题】1.体外培养的动物细胞有哪些类型？2.什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？①悬浮生长细胞：细胞能够悬浮在培养液中生长増殖②贴壁生长细胞：细胞需要贴附于某些基质（如培养瓶壁）表面才能增殖（主要类型）①细胞贴壁：贴壁生长细胞细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖。分瓶培养细胞贴壁过程贴壁生长与接触抑制圆球形细胞刚开始铺展贴壁生长（100×）培养的动物细胞贴壁生长并进行有丝分裂（100×）细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）形成一层细胞可形成多层细胞细胞悬液细胞贴壁、接触抑制动物组织块分散成单个细胞机械法胰蛋白酶胶原蛋白酶处理加培养液细胞悬液原代培养传代培养放入培养瓶在适宜条件中分瓶培养思考：什么是原代培养和传代培养？（P45）判断依据：是否分瓶！①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。②传代培养：分瓶后的细胞培养。动物组织块分散成单个细胞机械法胰蛋白酶胶原蛋白酶处理加培养液细胞悬液原代培养传代培养放入培养瓶在适宜条件中分瓶培养问题五：进行传代培养时，怎样收集贴壁生长的细胞？如果是悬浮培养的细胞，收集的方法又会有怎样的区别？传代培养悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，再用离心法收集②制成细胞悬液，分瓶培养①收集

细胞加培养液小结：动物细胞培养的过程用机械法

或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理取动物组织分散成单个细胞接触抑制悬浮生长贴壁生长(大多数）解决方法传代培养分瓶培养细胞悬液加培养液原代培养在培养皿或培养瓶内细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等细胞分裂受阻悬浮培养的细胞:直接用离心法收集贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，用离心法收集②制成细胞悬液，分瓶培养①收集细胞归纳动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶原代培养传代培养无限传代单个细胞加培养液离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化接种至培养基动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？思考.讨论植物组织培养动物细胞培养原理培养前处理取材培养基物理性质培养基特有成分特殊环境条件培养结果是否体现细胞全能性相同点植物细胞的全能性细胞增殖需离体用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开离体植物器官、组织、细胞动物胚胎或幼龄动物的组织、器官固体培养基液体培养基(又称培养液)植物激素血清再分化需光照气体环境植物体许多细胞是否①培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。阅读教材P46，回答下列问题：1.什么是干细胞？它有哪些类型？这些类型的干细胞各有怎样的特点和哪些方面的应用？2.科学家是怎样获得iPS细胞的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？3.干细胞应用于临床治疗可能存在什么问题？4.你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？1．胚胎干细胞(简称ES细胞)(1)存在：早期胚胎中。(2)作用：具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。(3)成果：目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。胚胎干细胞2．成体干细胞(1)存在：成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞。(2)分类：包括造血干细胞、神经干细胞和精原干细胞等。(3)作用：成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。成体干细胞(1)概念：科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞。(2)应用：用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究取得了新进展。移植取成纤维细胞等iPS细胞转入相关因子细胞发生转化分化胰岛细胞神经元血细胞肠上皮细胞心肌细胞肝细胞病人iPS细胞用于治疗人类疾病示意图诱导多能干细胞（iPS细胞）ips细胞研究最新进展2022年3月21日，中科院与合作伙伴在《nature》杂志上发表了一项重量级世界首创研究，宣布发现了一种非转基因、快速且可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法，通过体细胞诱导首次获得了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，这是目前全球在体外培养的“最年轻”人类细胞。若将其用于再生医学，培育得到的器官更接近于真实器官，对人体器官的体外再生解决器官短缺等问题有着重要意义。无菌、无毒营养温度、pH和渗透压气体环境制备细胞悬液原代培养传代培养动物细胞培养动物细胞培养的条件动物细胞培养的过程干细胞的培养和应用干细胞的种类、特点及应用iPS细胞的培养和应用课堂小结一、概念检测练习与应用P381.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。（1）培养环境中需要O2，不需要CO2。（

）（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（

）（3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（

）（4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖（

）×√××2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是()A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞B.造血干细胞可以分化为各种血细胞C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用A二、拓展应用

现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。

（1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施?

像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库。二、拓展应用