《细胞工程》课件(新人教版-选修3).ppt

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1、专题细胞工程,2.动物细胞工程,2.2 动物细胞工程,单克隆抗体等,动物细胞工程常用的技术,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,是其他动物细胞工程技术的基础。,为什么要进行动物细胞培养?,1.动物细胞培养,如何进行细胞培养?培养时又需要提供哪些必要条件呢？,2.2.1动物细胞培养和核移植技术,从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。,1.1概念,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,1.2 动物细胞培养过程,胚胎或幼龄动物的组织器官,

2、细胞悬液,10代细胞,50代细胞,剪碎,胰蛋白酶,洗涤、稀释、分离,原代培养,用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。动物细胞培养适宜的PH为7.27.4，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。,比老龄动物的组织细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛。分化程度越低，增殖能力越强，越容易培养。,动物细胞培养不能最终培养成生物体,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。,贴壁生长接触抑制,10代以内，保持正常二倍体核型,传代培养,有关概念,原代培养：动物组织消化后的初次培养称为原代细胞。传代培养：将贴满

3、瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的培养过程称为传代培养。,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中，根据你所学的内环境的知识，思考以下问题：1.体外培养细胞时需要提供哪些物质？2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件？,讨 论,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子和动物血清等。,适宜温度、PH和气体环境；无菌无毒环境,1）无菌、无毒：,2）全部的营养物质：,3）适宜的温度和PH值：,4）必要的气体条件：,（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）,（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。）,保证细胞顺利的生长增殖,O2和CO2（95%空气和5%CO

4、2）,维持培养液的PH,1.3 动物细胞培养的条件,获得细胞,细胞的全能性,细胞或细胞产品,新的个体或细胞产品,培养结果,或细胞产物,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,植物细胞和动物细胞培养的比较,1）大规模的生产有重要价值的生物制品 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 2）为基因工程技术提供受体细胞3）培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植4）有毒物质的检测5）细胞的生理、药理、病理研究 如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供依据,1

5、.4动物细胞培养技术的应用,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,有关概念,细胞株：原代细胞一般传至10-50代左右细胞生

6、长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活，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。,2.动物细胞核移植技术和克隆动物,将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，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称为克隆动物。,分类,细胞分化程度低，恢复全能性容易,细胞分化程度高，恢复全能性不容易,2.1 动物细胞核移植概念：,

7、例：克隆羊培育过程,另一头绵羊的子宫,2.2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？2.通过什么手段激活受体细胞，构建重组胚胎？3.动物体细胞核移植的理论基础是什么？,M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。,动物细胞核的全能性,培养的动物细胞一般当传代至1050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。,1.用于核移植的供体细胞一般都选用传代1

8、0代以内的细胞，想一想，这是为什么？,讨论：,2.3体细胞核移植技术的应用前景：,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程,2、保护濒危物种,3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植,4、了解胚胎发育和衰老过程；追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病,1、成功率比较低2、大多存在健康问题3、克隆动物食品安全问题,2.4体细胞核移植技术存在的问题：,动物细胞融合与单克隆抗体,一、动物细胞融合,细胞融合是正常的生命活动,两个细胞正在融合,受精作用,1动物细胞融合的概念：,动物细胞融合又称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂

9、交细胞。,动物细胞融合,物理法,化学法,生物法：,灭活的病毒,仙台病毒,丧失感染性,（不感染细胞）,保留融合活性,（诱导细胞融合）,用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程,主要用于制备,单克隆抗体,获得杂种植株,用 途,物理、化学方法,（同左）,灭活的病毒,物理（离心、振荡、电刺激）,化学（聚乙二醇）,诱导方法,用胰蛋白酶分散细胞诱导融合,去除细胞壁后诱,导原生质体融合,融合前处理,细胞膜的流动性,细胞膜的流动性、,植物细胞全能性,原 理,动物细胞融合,植物体细胞杂交,比较项目,植物、动物细胞融合的比较,二、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

10、能的球蛋白。浆细胞产生抗体。,思考,1.传统生产抗体的方法和缺陷？2.B淋巴细胞有什么特点？,方法：反复给动物注射某种抗原缺陷：产量低，纯度差，特异性差,B淋巴细胞与抗体,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。,单克隆抗体概念,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、可大量制备,如何大量生产单克隆抗体？,利用淋巴细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的

11、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

12、”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。,1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，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（）淋巴细胞 小鼠骨髓瘤细胞 B淋巴细胞自身融合细胞 小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 杂交瘤细胞A BC D,C,再见,