(用)动物细胞培养和核移植技术

专题2.2动物细胞工程动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体制备细胞核移植动物细胞工程技术动物细胞工程的基础2.2.1动物细胞培养和核移植技术（一）、概念是指从动物机体内取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。（二）、原理细胞分裂增殖动物胚胎或幼龄动物的组织、器官胰蛋白酶剪碎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贴壁生长接触抑制剥离、分瓶细胞株此时遗传物质没有改变细胞细胞系遗传物质改变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归纳过程取的组织、器官细胞悬浮液酶贴满瓶壁的细胞单个细胞加入液动物胚胎或幼龄动物胰蛋白培养接触抑制原代培养1-10代细胞遗传物质改变原代细胞培养加液40—50代细胞(细胞株)未遗传物质改变无限传代（细胞系）已传代培养胰蛋白酶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，使细胞从瓶壁上解离下来，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)（5）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。细胞悬浮液培养瓶中培养50代细胞无限传代原代培养传代培养细胞株细胞系各个新名词之间的联系多数组织细胞固定在表面生长和分裂。随细胞增多，细胞接触就会停止分裂增殖遗传物质改变思考题：1、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？2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？因为这些组织或器官，分裂能力旺盛，易于培养。成块组织使细胞靠在一起限制了细胞的生长和增殖，且细胞不能与培养液充分接触，不利于培养。3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什么成份？催化蛋白质水解。细胞间的物质主要是蛋白质(胶原蛋白等)。4、细胞膜的主要成份是什么？蛋白质和磷脂5、胰蛋白酶能将细胞消化掉吗？能6、既然胰蛋白酶能将细胞消化掉，那将动物组织分散成单个细胞要注意什么问题呢？7、能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？注意时间的控制不能，因为两者的最适PH不同，用动物细胞培养适宜的PH为7.2—7.4，此环境下胃蛋白酶（2.0）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)的活性较高。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离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力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（一）、动物细胞核移植的概念：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为动物个体.克隆动物：用核移植的方法得到的动物。原理：体细胞核的全能型（二）、分类：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度高，恢复全能性困难供体细胞（供核）细胞培养体细胞卵巢卵母细胞（MⅡ中期：供质）去核无核卵母细胞注入电激使两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基本相同的牛犊归纳:1.共分成两大阶段：核移植和胚胎移植2.取减数第二次分裂中期的卵细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作,它发育可直接表达性状3.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质，所以有两个亲本的性状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？细胞核移植早期胚胎卵裂C母绵羊子宫胚胎移植多莉羊分娩妊娠融合后的卵母细胞电脉冲刺激卵母细胞黑面母绵羊白面母绵羊乳腺细胞细胞质细胞核（MⅡ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(二)、体细胞核移植的过程：请看教材P48图2-21思考：1.核移植的受体细胞是什么？处在什么时期？用此细胞作为受体细胞有什么好处？2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？MⅡ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。卵母细胞体积大，便于操作；含有营养物质丰富，提供早期胚胎发育所需的营养；含有激活细胞核体现全能性的物质。为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。3.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？4.用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，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，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。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1、克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚。2、克隆技术效率低，畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。3、生产克隆动物费用昂贵。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4、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（）①无毒的环境②无菌的环境③培养基需要加入血清④温度与动物体温相似⑤需要O2，不需要CO2⑥CO2能调节培养液PHA、①②③④⑤⑥B、①②③④C、①③④⑤⑥D、①②③④⑥D5、动物细胞培养的特点（）①细胞贴壁②有丝分裂③细胞分化④接触抑制⑤减数分裂A、①②④B、②③④⑤C、①③④D、③④⑤A